摘要
近年来，随着电网迅速地发展，新能源与环保型电网逐渐成为电力系统的研究热点，微电网也就成为了极为重要的研究方向。在其发展过程中，首要目的是保证其稳定运行以及优质电能，才可以使得它在发展过程中逐渐扩大规模，因此对微电网电能质量改善方法研究显得尤为重要。但由于微电网性质与结构较为特殊，风力发电与光伏发电的间歇性与功率波动性、大量电力电子装置等，都给微电网的安全、稳定、优质运行带来了极大的挑战。为确保微网高效、安全、稳定运行，需对其电能质量问题展开相应研究，并提出有效的解决途径，以满足用户日益严格的用电需求。本文主要围绕微电源特性与并网逆变技术、有源电力滤波器（Active Power Filter,APF ）在改善微网电能质量等方面展开研究。 本文研究了微电网基本结构与微电源工作原理，通过其特性分析电压闪变与波动、频率偏差及谐波等电能质量问题。针对微电源处电能质量问题，对逆变器采用虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制策略，实现微电源同传统发电机一样能够有效地参与系统电压与频率调节，利用预并列控制方式，在并网前调整逆变器输出电压的相位与幅值，在符合并网条件时再进行并网，使得整个系统平滑地并入电网，避免了并网过程的冲击电流，实现微电源处的电能质量改善。接着，考虑微电网与大电网的耦合以及非线性电力电子装置造成的系统内部电能质量问题，尤其谐波不但降低电能质量水平，甚至危害微电网稳定运行，因此治理谐波对于提高微电网电能质量是至关重要的一环。主要对APF谐波电流检测环节作深入研究，由于传统的最小均方误差（Least Mean Square，LMS）算法无法兼顾快速收敛和高稳态精度，因此本文提出了一种改进的LMS谐波检测算法，将N时刻的误差值与N?1时刻的误差值的比值的平方作为反馈控制的信号，通过反馈信号来调节步长，成功地解决了原算法无法同时实现快速收敛和高稳态精度的矛盾，控制简单，动态性能优良，跟踪精度更优，最后将该算法应用于APF。通过Matlab/Simulink的仿真分析，验证了逆变器VSG控制策略与基于改进LMS算法的APF控制策略在改善微电网电能质量方面的有效性与可行性。
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