电气工程学报 ›› 2022, Vol. 17 ›› Issue (4): 218-225.doi: 10.11985/2022.04.022

• 电力电子与电力传动 • 上一篇    下一篇

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一种基于能量成型控制的并网电流谐波抑制方法*

周静1,2(), 陈良亮1,3(), 张慧敏4(), 张伟4(), 刘鸿鹏4()   

  1. 1.南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司 南京 211106
    2.国电南瑞南京控制系统有限公司 南京 211106
    3.国电南瑞科技股份有限公司 南京 211106
    4.东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室 吉林 132012
  • 收稿日期:2021-10-12 修回日期:2022-01-21 出版日期:2022-12-25 发布日期:2023-02-03
  • 通讯作者: 张伟,男,1988年生,博士,讲师。主要研究方向为光伏并网发电技术、逆变器并联控制技术。E-mail:zhang_wei@neepu.edu.cn
  • 作者简介:周静,女,1987年生,硕士,工程师。主要研究方向为智能用电技术和电动汽车充换电技术。E-mail:zhoujing8742@163.com
    陈良亮,男,1975年生,博士,教授级高级工程师。主要研究方向为电动汽车充换电技术。E-mail:130198138@qq.com
    张慧敏,女,1996年生,硕士研究生。主要研究方向为LLC谐振变换器设计及控制技术。E-mail:lanying6869@163.com
    刘鸿鹏,男,1978年生,博士,教授。主要研究方向为光伏并网发电、微电网技术、储能与节能技术和电力电子可靠性。E-mail:liu_hp@neepu.edu.cn
  • 基金资助:
    *国网公司总部科技资助项目(52094021N00S)

Harmonic Suppression Strategy of Grid-connected Current Based on Energy-shaping Control

ZHOU Jing1,2(), CHEN Liangliang1,3(), ZHANG Huimin4(), ZHANG Wei4(), LIU Hongpeng4()   

  1. 1. NARI Group Corporation (State Grid Electric Power Research Institute), Nanjing 211106
    2. NARI Technology Nanjing Control System Co., Ltd., Nanjing 211106
    3. NARI Technology Co., Ltd., Nanjing 211106
    4. Key Laboratory of Modern Power System Simulation and Control & Renewable Energy Technology, Ministry of Education, Northeast Electric Power University, Jilin 132012
  • Received:2021-10-12 Revised:2022-01-21 Online:2022-12-25 Published:2023-02-03
  • Contact: ZHANG Wei, E-mail:zhang_wei@neepu.edu.cn

摘要:

合理设计并网控制器,对并网逆变器提升并网电流谐波抑制能力至关重要。传统下垂控制逆变器的并网控制器结构复杂且控制参数多,不利于实际应用。因此,提出一种新型电压型控制逆变器并网电流谐波抑制方法,将并网逆变器模型转化为端口受控Hamiltonian模型,并与能量成型控制理论相结合设计了并网电流谐波抑制控制器,具有控制结构简单、控制参数少等优点。最后,基于实验室搭建的Danfoss变频器平台,利用RT Box控制器对控制方法进行数字化实现,在不同试验环境下验证了所提的并网电流谐波抑制方法。

关键词: 并网电流, 下垂控制, 能量成型控制, 谐波抑制

Abstract:

The reasonable controller design scheme is crucial to improve the harmonic suppression capability of the injected grid current. The grid-connected controller of traditional droop-controlled inverter has complex structure and many control parameters, which is not conducive to practical application. Thus, a novel harmonic suppression scheme of grid current for the voltage-type control inverter is proposed in this paper, which converts the grid-connected inverter model to the port-controlled Hamiltonian model and the grid-connected controller is designed based on the energy-shaping control theory, with a result of a simplified control structure of controller and number of control parameters. Finally, with the digitization of the control method by RT Box controller, the effectiveness of the proposed harmonic suppression scheme is verified under different experimental environment by the inverter experimental platform based on Danfoss inverter.

Key words: Injected grid current, droop control, energy-shaping control, harmonic suppression

中图分类号: