微電網變換器可編程虛擬無源網絡原理及分析

3 仿真研究
下面分兩種情況對卜述方案可行性進行仿真研究。首先評估電網電壓含5次諧波情況下變換器輸出電流的波形質量。設80 ms時變換器輸出側電壓出現5次諧波，如圖7a所示。可見，與理論分析一致，由于傳統控制方案在5次諧波(250 Hz)處系統幅頻特性不為零，導致輸出側電壓中5次諧波通過系統閉環控制反映在輸出側，因此變換器輸出電流中含有5次諧波。而采用PVPN方案時，由于虛擬阻抗網絡的濾波作用，5次諧波被完全抑制，變換器輸出電流中不含有5次諧波，實現了變換器預期的運行要求。

圖7a是對電網電壓含5次諧波情況下的控制方案進行評估，在實際應用中，變換器參考電流中同樣可能存在低頻諧波。由于并網電流頻率和相位由鎖相環輸出決定，鎖相環誤差不可避免地會影響電流參考，導致參考電流中出現低頻諧波。為了驗證所提方案的有效性，在變換器參考電流中加入5次諧波，其仿真結果如圖7b所示。可見，與理論分析一致，參考電流中含有諧波時，傳統控制方案在5次諧波(250 Hz)處系統幅頻特性不為零，導致參考電流中的5次諧波通過系統閉環控制反映在輸出側，因此變換器輸出電流中含有5次喈波。而采用PVPN方案時，由于虛擬阻抗網絡的濾波作用，5次諧波被完全抑制，變換器輸出電流中不含有5次諧波，實現了變換器預期的運行要求。
值得注意，上述仿真只針對5次諧波進行研究。實際應用中，還可根據變換器運行要求在線實時加入其他無源阻抗網絡，此外，當系統頻率變化時，可通過鎖相環實時更新無源阻抗網絡參數，保證濾波器特征頻率跟隨系統頻率變化實時更新，實現虛擬阻抗網絡在線可編程。

4 結論
提出一種可編程虛擬無源網絡概念，通過變換器反饋控制實現無源阻抗網絡特性，根據變換器運行要求實現虛擬無源網絡結構在線實時編程，提高了微電網變換器系統性能。下一步工作將針對孤島運行情況下變換器的可編程虛擬無源網絡控制進行研究。