基于d—q变换的微电网PQ控制

侯海涛++霍彦明++焦立春

摘 要：基于d-q变换的前馈解耦PQ控制，可使微电源发出的有功及无功功率恒定，是目前微电网的主流控制策略之一。本文采用MATLAB中的SIMULINK模块搭建了系统仿真模型。该模型中的并网逆变器在输出有功功率的同时补偿一定量的无功功率，并且使用了LCL滤波器技术、鎖相环技术。为了使用参数时更加方便，本文对某些参数进行了标幺化。最后通过运行仿真模型测得THD畸变略小，达到了控制要求。

关键词：变换；微电网；PQ控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.160

1 恒PQ控制策略

PQ控制主要用于并网运行模式，是指对并网逆变器输出的有功功率和无功功率进行控制[2]。由式1-1可知电网电压存在着耦合关系：

（1-1）

为了实现解耦控制需要从静止abc坐标系下转换为dq坐标系（称为Park变换，或dp变换）。经过dp变换可得：

（1-2）

ud和uq均为常数实现了解耦控制。

PQ控制策略框图如图1所示。

三相交流电通过锁相环（PLL）得到电压和电流的相位，该角度用于Park变换中。三相电压和电流经过Park变换，得到dq0分量。通过式子（1-2）可以得到逆变器输入的参考无功功率和有功功率。

（1-3）

再通过PQ计算器得到控制电流。将控制电流与实际值比较，将结果输入到PI控制器中，最后转换到abc静止坐标系下得到并网逆变器输出的三相交流电。

2 PQ控制策略MATLAB/SIMULINK模型搭建

2.1 LCL滤波器的设计

微电网在并网时可看做受控电流源。其中的逆变器发出的电流波形具有一定的谐波，为了抑制其产生的谐波，提高并网质量，通常需要接通低通滤波器。在传统的微电网中采用L滤波器。为了抑制高次谐波需要增大电感值，这样所使用的电感体积增大，会对整个系统带来一定的损耗。 为了解决以上问题，本文采用LCL滤波器。其优点在于电感值有所降低，对高次谐波的抑制效果明显。

LCL不同的参数设计对系统有着较大的影响。本文所采用的的方法是根据LCL滤波器参数的设计条件限制，不断对系统进行调整达到最佳效果，从而找到合适的参数[1]。具体参数如图2所示。

2.2 PQ计算器的设计

PQ计算器用于计算控制电流，是恒功率控制的重要环节。其输入为电网的无功功率和有功功率，以及dq变换后的电压。其模型如图3所示。

3 仿真结果

运行该模型可得到电流的THD如图4所示。该THD偏小满足控制要求。

参考文献：

[1]Liserre M，Blaabjerg F，Hansen S.Design and control of an LCL-filter based three-phase active rectifier[J].IEEE Transactions on Industrial Applications，2005，04（05）：1281-1291.

[2]王成山，肖朝霞，王守相.微网综合控制与分析[J].电力系统自动化，2008，32（07）：98-103.endprint