微电网变换器可编程虚拟无源网络原理及分析

3 仿真研究
下面分两种情况对卜述方案可行性进行仿真研究。首先评估电网电压含5次谐波情况下变换器输出电流的波形质量。设80 ms时变换器输出侧电压出现5次谐波，如图7a所示。可见，与理论分析一致，由于传统控制方案在5次谐波(250 Hz)处系统幅频特性不为零，导致输出侧电压中5次谐波通过系统闭环控制反映在输出侧，因此变换器输出电流中含有5次谐波。而采用PVPN方案时，由于虚拟阻抗网络的滤波作用，5次谐波被完全抑制，变换器输出电流中不含有5次谐波，实现了变换器预期的运行要求。

图7a是对电网电压含5次谐波情况下的控制方案进行评估，在实际应用中，变换器参考电流中同样可能存在低频谐波。由于并网电流频率和相位由锁相环输出决定，锁相环误差不可避免地会影响电流参考，导致参考电流中出现低频谐波。为了验证所提方案的有效性，在变换器参考电流中加入5次谐波，其仿真结果如图7b所示。可见，与理论分析一致，参考电流中含有谐波时，传统控制方案在5次谐波(250 Hz)处系统幅频特性不为零，导致参考电流中的5次谐波通过系统闭环控制反映在输出侧，因此变换器输出电流中含有5次喈波。而采用PVPN方案时，由于虚拟阻抗网络的滤波作用，5次谐波被完全抑制，变换器输出电流中不含有5次谐波，实现了变换器预期的运行要求。
值得注意，上述仿真只针对5次谐波进行研究。实际应用中，还可根据变换器运行要求在线实时加入其他无源阻抗网络，此外，当系统频率变化时，可通过锁相环实时更新无源阻抗网络参数，保证滤波器特征频率跟随系统频率变化实时更新，实现虚拟阻抗网络在线可编程。

4 结论
提出一种可编程虚拟无源网络概念，通过变换器反馈控制实现无源阻抗网络特性，根据变换器运行要求实现虚拟无源网络结构在线实时编程，提高了微电网变换器系统性能。下一步工作将针对孤岛运行情况下变换器的可编程虚拟无源网络控制进行研究。