微网中多个电能质量调节装置和微源间电能质量的交互影响与对策研究

电能质量问题是目前微网技术研究和发展的关键前沿问题。微网中多个电能质量调节装置和微源构成的多逆变器系统环境存在电能质量的交互，是一个新的研究难点。本项目拟针对含电能质量调节装置的微网电能质量问题进行研究，分析电能质量调节装置分布位置和容量对微网电能质量的影响；构建微网多逆变器系统环境模型，揭示多个电能质量调节装置和微源间电能质量交互影响的机理；提出多个微源与多个电能质量调节装置间的电压协调控制方法和谐波协同抑制方法，克服多逆变器之间的环流影响和电压波动，抑制谐波交汇、叠加和谐波残留；并研究多逆变器系统环境下的微网电压稳定和谐振稳定问题。本项目旨在探索解决微网多逆变器耦合交互问题的方法，为保障电能质量调节装置和微源的正常性能提供有效的理论途径，促进微网电能质量的提高，推动微网技术的进一步前进。项目的研究成果可广泛应用于电力系统电能质量以及船舶、电力机车、冶金、电镀等包含多逆变器系统的领域。

微网中多个电能质量调节装置和微源构成的多逆变器系统环境存在电能质量的交互，对微网电能质量的调控十分关键。本项目建立了含电能质量调节装置的微网系统电能质量结构化模型，设计了微网系统各电能质量指标域的优化函数，分析了电能质量调节装置分布位置和容量对微网电能质量的影响，提出了微网中有源滤波器接入位置与容量优化配置方法。对微网中多逆变器环境下的环流与母线电压波动进行了分析，指出微网多逆变器之间的交互影响以及微源邻近负载的投切都会引起微网母线电压波动，电压控制差异引起的电压波动会造成多逆变器之间存在环流，必然导致电压质量调节装置受到邻近逆变器干扰的影响，难以发挥电压调节的作用。分析了微网系统孤岛环流特性，在微源控制方面，提出了多微源逆变器环流及电压波动主从控制方法、电压频率与幅值自恢复下垂曲线控制方法和基于虚拟同步发电机运行的多逆变器控制方法来抑制环流；在电能质量控制方面，提出了静止同步补偿器与微网在配电网无功电压协同控制中的联合运用方法、微源并网电能质量控制系统控制方法、电能质量综合控制器模糊-神经网络双闭环控制方法等，均从微网多逆变器环境的系统层面实现多电能质量调节装置的协调运行。本项目提出微网逆变器复用思想，即使得单个逆变器实现多种控制功能，减少逆变器使用数量，降低微网多逆变器环境复杂度，提高微网可控性和可靠性。据此，本项目设计了一种微网单相光伏并网发电与谐波治理复用系统及其复合控制方法实现光伏并网和谐波治理共用一台逆变器，另外还提出一种基于多目标配置的微网SVG优化控制方法使得一台SVG装置满足电压、无功、负序、谐波等多种电能质量调节需求，均为减少微网逆变器数量提供了较好的思路。结合本项目的相关理论成果，项目组在云南电网云电科技园开展了微网电能质量分析与控制研究，测试分析了多逆变环境对微网电能质量的影响，并成功投运一台多目标优化控制的SVG，实现了多种电能质量调节目标。在本项目在资助下，项目组已发表论文10篇，其中EI收录7篇，申请发明专利7项，其中已授权2项，部分研究成果作为主要成果之一获得国家科技进步二等奖1项。

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