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电力电子集成模块用冷板传热性能的仿真微电网是一种由负荷和分布式电源共同 组成的系统，发电系统类型可为微型燃气轮 机、燃料电池、太阳能电池、风力发电机、生 物质能等”。它们大多发出的电能为直流，而 电网及人们生活、生产需要的是稳定的交流 电，故需采用电力电子接口设备进行电能转 换。一般情况下采用电压源型变流器（VSC)。 在微电网中，有很多敏感负荷。经常存在 不平衡和非线性的情况，尤其是单相不对称， 静态和暂态不平衡等，这就要求所采用的逆变
一图一算之建筑工程造价（bim软件篇）本课题研究得到台达环境与教育基金会《电力电子科教 发展计划》的资助。
器控制方法不仅使得逆变器可以工作在平衡 条件下，还可以使其在不平衡和非线性条件下 有效工作。目前，通常采用旋转坐标系下的控 制方法。但由于需要对正负序分别进行变换 实现较为复杂。本文将根据复系数传递函数的 概念，提出一种基于静止坐标系的多环控制策 略，应用于带LCL滤波的VSC。该多环控制器 由外部电压控制器，内部电流控制器和电压指 令补偿器等组成。其中，电压控制器和电压指 令补偿器中的正序滤波器和负序滤波器的设 计方法均基于静止坐标系。电流控制器则采用 预测电流控制。
微电网中的并网逆变器及其接口电路如 图1所示，逆变器输出端采用LCL进行滤波。
图1微电源中逆变器及其接口电路图 Fig.1 Circuit of the converter based DR and its interface
通常情况下，微电网中，由有功功率和无 功功率等能量控制器为逆变器模块提供电压 幅值和相角指令V(t)。逆变器通过适当的 控制实现对指令的跟踪。本文中，以电容电压 Ver(t)作为控制输出量，以i.(t)表示负载的 不平衡的影响作为干扰输入。这样，不平衡就 可以用复数空间矢量表示，传递函数为含S 的复系数传递函数，该函数未线性时不变函 数。 所设计的控制器结构如图2所示。由电流 内环、电压外环和电压指令补偿三部分组成。 其中，电压外环为一闭环电压控制器，调节电 容电压Vcr(t)。电流内环采用预测电流控制， 用来调节电感电流itr(t)。电压指令补偿器用 来补偿L引起的压降。
图2逆变器控制器结构图 Fig.2 Controller architecture of the converter 本文中，所有三相量均变换至αβ两相 静止坐标系。具体设计方法如下所述。
图2逆变器控制器结构图 Fig.2 Controller architecture of the converter 本文中，所有三相量均变换至αβ两相 争止坐标系。具体设计方法如下所述，
由于需对不平衡量进行调节，所以，逆变 器须同时有效调节正序分量和负序分量，故本 文采用复数空间矢量设计电压控制器。设计系 统的开环传递函数为
图3电压控制器开环传递函数TL(s)波特图 Fig.3 Bode plot of the loop gain TL(s)
假设以G.(s)表示电压Vc(t)的闭环传递 函数，则有以下关系
由式（1）和（2）可得
G.(s)=KG(S）
表示一种振荡系统 且有
如图4所示，为该电压闭环控制的结构 图，当系统存在不平衡输入时，该控制器可以 有效调节三相电压。
图4电压矢量控制器在αB两相静正坐标系下的实现 Fig.4 Block diagram of the voltage vector controller for orthogonalaβcoordinatequantities
上述电压控制器控制量为电容电压，但系 统的最终目的是控制负载端电压，故须对电感 L引起的压降v(t)进行测量并加入电容电压 指令中，因此，引进电压指令补偿器用来达到 该目的。 由于i (t)既存在不平衡量，也存在谐波 量，所以此处引入正序滤波器和负序滤波器， 除了可以对正序分量和负序分量分别进行提 取外，还可以有效抑制谐波分量。设计该模块 电路结构如图5所示。
同电压控制器设计方法类似，本文提出 种采用复系数传递函数的基频正序提取器，其 开环传递函数如下
图6PSF开环传递函数正序分量波特图 Fig.6Bode plot of the PSF for positive sequence
图7PSF在αβ两相静止坐标系下的实现 Fig.7 Block diagram illustrating the PSF in the orthogonal aβcoordinate system
如图8所示，在Matlab/Simulink环境下 的PSF的仿真结果。其中，如图（a）所示， PSF输入为含基频、3、5次谐波的三相不平衡 量，图（b）所示为提取出的基波正序分量， 由图知，经过一个短暂的响应时间，正序基波 分量被有效的提取出来。图（c）为除去基波 正序分量后的负序分量和谐波分量之和。同 理，可以得到基波负序分量提取器。
本文中采用预测电流控制器作为内环电 流控制器”，由此得到较好的动态响应和静 态性能。其在αβ两相静止坐标系下的实现 如图9所示。由预测电流控制原理有
在三相平衡条件下，系统负载发生变化时， 统可以有效调节负载端电压。
为了分析系统对谐波的抑制作用，令系统 最初工作在三相平衡无非线性负载情况下，负 载为功率为2kW的三相阻性负载，之后将一个 不可控整流器负载加至系统，仿真结果如图 11所示。可见，系统对非线性负载引起的谐 波有良好的抑制作用。
可得，控制器传递函数
图9电流控制器在αβ两相静止坐标系下的实现 Fig.9 Block diagram of the current controller for orthogonal αβ coordinate quantities
在Matlab/Simulink环境下，本文给出了 微电网单独运行和联网运行时的带平衡、不平 衡及非线性负载时的仿真分析。系统中线电压 为380V。
4.1三相平衡条件下分布式电源独立运行分析
以分布式电源独立运行时负载切换为例某县中心渔港施工方案， 观察系统的动态响应。系统最初空载，随后将 功率为2kW的三相阻性负载加至系统。如图 10所示，为负载端电压和电流波形，可见，
微电源最初工作在三相平衡条件下，所携 带负载为功率为2kW的三相阻性负载，之后， 其中一相断开，其仿真结果如图12所示，可 见，三相线电压均被调节为380V，有效证明 该控制方法对不平衡条件下电压的调节作用。
图12三相不平衡条件下系统的响应 12 Dynamic response of the controller operating with
图13所示为分布式电源与电网连接时的 电路图。电网和分布式电源同时向整个系统的 中的负载提供电能。逆变器的接口电路等都包 含在图中的DR模块中，逆变器的电压指令由 外部系统能量控制器给定。
河北某工业园厂房电气施工方案图13分布式电源与电网互联示意图 Fig.13 Schematic illustrating the DR system connected with the grid
如图14所示，为当负载发生突变时系统 的响应。分布式电源最初携带功率为2kW的三 相阻性负载，随后c相负载突然断开，由图 14可知，所提出的控制器可以及时补偿不平 衡，并调节负载端电压，使之保持在允许的范 围之内。
本文对如何对微电源中逆变器进行控制 以满足不平衡和非线性情况下的需要进行了 分析研究，并提出了一种多环控制器，对该控 制器的各部分设计方法进行了详细的阐述，并 在Matlab/Simulink环境下进行了几种情况 下的仿真，分析结果表明，所提出的控制策略 可以有效实现各种情况下对负载端电压的控 制和调节。