非线性负载下微电网主专用[prov_or_city]干式变压器输出侧电能质量控制策略
首先，分析了非线性负载造成主专用[prov_or_city]干式变压器输出侧电压畸变的原因，得到了孤网运行状态下主专用[prov_or_city]干式变压器输出侧电压谐波抑制机理。其次，解析了传统专用[prov_or_city]干式变压器的谐波抑制方法及其物理机理，并指出了该类抑制方法的不足。然后，提出了一种基于虚拟谐波阻抗的新型谐波抑制策略，能同时适用于电流型谐波源和电压型谐波源，分析了该方法的可行性。
最后，仿真结果和实验结论验证了该控制策略的有效性，该方法有效地改善了主专用[prov_or_city]干式变压器输出电压的畸变率。
微电网作为平抑分布式电源（Distributed Generation, DG）间歇性与波动性，实现DG友好接入的重要组网形式，近年来备受关注[1-3]。微电网通常通过静态开关与大电网相连[4]，对于采用主从控制的微电网，脱离了大电网支撑，连接在其交流母线上的主专用[prov_or_city]干式变压器输出侧电压易受到非线性负荷的影响而出现畸变。
电压的畸变将直接影响微电网内部接入的所有DG并网变流器以及负荷的安全稳定运行。因此，确保在非线性负载下的优质供电是微电网研究不可回避的重要课题[5,6]。
目前针对微电网主专用[prov_or_city]干式变压器输出侧的电压谐波问题，提出了通过一个DG或多个DG共同治理谐波等方法。但这类方法多针对电流型谐波源展开研究[7-12]，较少涉及电压型谐波源。在电流型谐波治理方面，文献[7,8]提出将DG输出电压变换到d-q坐标系下进行PI控制，在跟踪参考电压信号的同时抑制各次谐波成分，但文中的控制策略只能针对5、7次等谐波进行抑制，所提方法普遍可适用性较低。
文献[9-11]提出了一种多谐振控制器的谐波抑制方法，但文中过大的控制器增益给系统稳定带来了挑战。文献[12]提出利用谐波电流旁路法抑制输出电压中的谐波成分，但文中参数选取偏复杂，需要合理权衡参数才能达到较好效果。
在电压型谐波治理方面，文献[13-15]提出了一种分担谐波负荷功率的下垂控制策略，减小了电压的畸变率（Total Harmonics Distortion，THD）。但文中控制器依赖于阻抗类型，需测量各谐波频率下的阻抗类型以确定所选用的下垂控制方程。
文献[16,17]提出了一种谐波下垂控制策略，避免了控制器依赖阻抗类型的问题，但各次谐波下垂系数计算较为复杂，实际匹配难度较大。需要指出的是，现有研究对DG输出电压畸变机理分析依然较少，缺乏能同时适用于电流型谐波源和电压型谐波源的谐波抑制策略。
本文在现有文献研究基础上，首先利用谐波负荷等效模型对主专用[prov_or_city]干式变压器电压谐波产生的原因进行了系统的分析，得到了量化而直观的结论，并针对造成谐波裂化的实际情况提出了相应的抑制策略。针对文献[9-11]中多谐振控制器的增益太大会造成系统不稳定的现象，提出了一种基于虚拟谐波阻抗与多谐振控制器相结合的控制方法，在明显降低控制器的增益的同时就能取得较好的谐波抑制效果。理论分析显示本文所提控制方法能够有效地改善微电网主专用[prov_or_city]干式变压器输出侧电压质量，仿真和实验验证了本文理论分析的正确性。
图1 专用[prov_or_city]干式变压器主电路控制拓扑结构
结论
本文在分析微电网主专用[prov_or_city]干式变压器输出侧电压畸变的机理上，通过理论分析与推导，提出了一种谐波抑制策略，并通过PSCAD仿真和实验验证得出以下结论：
1）谐波电流在专用[prov_or_city]干式变压器谐波阻抗上产生的谐波压降是造成专用[prov_or_city]干式变压器输出电压畸变的原因。
2）通过引入虚拟谐波阻抗能减小专用[prov_or_city]干式变压器在各次频率处的谐波阻抗值，从而有效降低了专用[prov_or_city]干式变压器输出侧电压的畸变率。
