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分布式电源并网功率的控制研究

张翔

(四川省电力公司计量中心,四川成都610000)

Research on the Power Control of Grid-connected Distributed Generation Power SystemZHANG Xiang

(Sichuan Electric Power Corporation Metering Center, Chengdu 610000, China)

摘要：分布式电源(Distributed Generation，DG)并网功率的控制多采用控制并网电流的方式来实现。当电网阻抗变化时，传统比例积分(Proportional-Integral，PI)控制的并网逆变器的系统稳态误差及并网电流总谐波畸变(Total Harmonic Distortion，THD)含量都会增大。基于鲁棒控制理论，本文提出了一种改进型的控制方法，通过合理的设计加权函数，使得在一定的电网阻抗变化范围内，控制系统在基波频率处具有很高的增益，而且具有足够的高频衰减特性。本文分析了电网阻抗变化对传统PI控制的系统稳定性的影响，给出了改进型控制方法的设计原理。仿真及实验结果验证了此改进型控制器的有效性。

关键词：分布式电源；比例积分控制器；并网逆变器；鲁棒控制；总谐波畸变

文章编号：1007-2322(2015)05-0079-05

中图分类号：TM464

收稿日期：2014-11-28

作者简介：张翔(1987—)，男，硕士，工程师，研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用，E-mail:guaishiqin@sina.com。

Abstract：The power of the distributed generation in the grid-connected mode was usually controlled by the grid current. As the grid impedance changes, the steady-state errors and the content of total harmonic distortion will increase when conventional proportional-integrator controller is used. Based on the robust control technique, an improved control scheme is proposed in this paper. By properly designing the weighting functions, the proposed controller exhibits high gains at the vicinity of the fundamental frequency and the sufficient high-frequency attenuation characteristics within a certain range of the grid impedance changes. In this paper, the influence of the grid-impedance variations on system stability is analyzed when conventional proportional-integrator controller is used, and the design principle of the improved control scheme is given. In the end, the simulation and experimental results verify the effectiveness of the proposed scheme.

Keywords：distributed generation; proportional integral controller; grid-connected inverter; robust control; total harmonic distortion

0引言

近年来，基于太阳能、风能、燃料电池等各种可再生能源的分布式电源的发展成为研究热点[1]。分布式电源组成的微电网一般有两种运行方式：并网运行和孤岛运行。并网运行状态下，微电网的电压是由公共电网所提供的相对稳定的电压幅值和频率决定的，因此控制分布式电源的功率通常采用控制其并网电流的方式来实现，并网电流的总谐波畸变含量是衡量分布式电源并网运行的一项重要指标。

传统并网电流控制方法中，通常采用三相静止坐标下的PI控制加上电网电压前馈的方法，但由于PI控制存在较大的稳态误差而不能取得满意的控制效果[2]。……