APF和SVC在微网电能质量改善中的应用

摘要

微网是指将不同类型、不同容量且分散存在的电源通过一定的控制策略组织起来，为本地或者远端电网负荷输送电能的新型低压电网模式。微网中的分布式电源受外部环境的影响不是很稳定，而且一般需要通过电力电子器件换流之后才允许向负荷供电。这些电力电子器件的接入，给微网带来较多的电流谐波，同时微网中分布式电源也会有电压波动，这些电流谐波和电压波动降低了微网的电能质量，严重时甚至会影响到设备的正常运行。
　　 为了解决微网电能质量存在的问题，我们需要采取的一定的措施。有源滤波器(APF)和无功补偿装置(SVC)是比较有效的方法。APF主要是用来滤除电流谐波，并兼具一定的无功补偿能力，其优点在于能动态滤除谐波和补偿无功，响应速度快，谐波滤除效果好；缺点在于需要复杂的电流检测和跟踪控制方法，投资大，且无功补偿容量有限。SVC主要用来动态、平滑地补偿无功，它不仅无功补偿的容量大，而且价格低廉。
　　 为了能充分发挥APF和SVC的优点，尽力规避其缺点，本文把APF和SVC联合起来，组成联合系统，共同提高微网电能质量。具体实施方法是，APF装设在分布式电源逆变器出口侧，其电流检测采用ip、iq法，跟踪控制采用无差拍控制与SVPWM结合的方法，用来滤除谐波电流，并进行少量的无功补偿。SVC装设在微网内无功需求较大的负荷侧，采用电压闭环反馈控制，用来补偿无功电流，减小电压波动。这样，两者结合起来，能充分发挥APF在谐波滤除和SVC在无功补偿方面的优势，互相补充，达到功能的最大化利用。
　　 文中采用Matlab-Simulink平台搭建了电力器件和系统模型，分别对联网和孤岛模式下无补偿、只有APF补偿、有APF和SVC联合系统补偿三种情况下的电流幅值和总畸变率，电压幅值和总畸变率进行了对比仿真，最终仿真结果证明APF和SVC联合系统在微网电能质量改善方面有着卓越的效果。