[發明專利]一種基于相角裕度補償的并網逆變器系統阻抗主動控制方法

有效

• 申請號: 201310332753.8
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103354359A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 陳新;張旸;王赟程
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于相角裕度補償的并網逆變器系統阻抗主動控制方法，屬于功率變換技術中的逆變器控制技術。

背景技術

幾乎所有的可再生能源都是通過并網逆變器實現交流電網的接入，并網逆變器與電網之間形成一個動態的互聯系統，然而在互聯系統的公共電網連接處可能會存在一些意想不到的動態交互影響。

對于一個理想并網系統而言，電網阻抗無窮小同時不考慮電網電壓諧波，此時系統輸出電流主要由變換器輸出電流決定，并網系統不存在諧波振蕩現象。但是在實際電網中由于傳輸線纜等參數影響，電網阻抗并不為零，因此電網阻抗與變換器阻抗會在頻域產生交點。如果電網阻抗過大，或變換器的控制參數設計不合理，則有可能由于過小的相角裕度造成特定次諧波振蕩(阻抗交點頻率附近)，從而導致并網系統最終不穩定。

在阻抗相位補償控制基礎上，提出一種并網逆變器的主動阻抗控制方案，通過電壓前饋方法在逆變器阻抗與電網阻抗交截頻率處實現相位補償，從而有效抑制不同電網接入條件下并網逆變器與電網動態交互影響所產生的諧波諧振，改善并網電流波形質量和提高并網穩定性。

發明內容

本發明旨在提出了一種基于相角裕度補償的并網逆變器系統阻抗主動控制方法，用以抑制不同電網接入條件下并網逆變器與電網動態交互影響所產生的諧波諧振，改善并網電流波形質量和提高并網穩定性。

本發明的具體技術方案及其優點如下：

(1)利用并網逆變器控制器在電流參考給定處疊加一個頻率適中且非基波整數倍的小擾動，實現諧波注入的目的；通過對電網電壓(逆變器輸出電壓)進行傅里葉分解，得到由小擾動所產生的激勵響應；根據歐姆定律，用小擾動在電網電壓上產生的激勵除以其在逆變器輸出電流中的給定，即可得到電網的阻抗信息。該過程以很小的時間間隔重復執行，實現實時檢測電網阻抗信息，具有準確性高，實時性強等優點。

(2)取獲知的電網阻抗與逆變器阻抗的幅頻曲線交點，求出交點頻率處逆變器阻抗的相角裕度，并設計電壓前饋環節G_f(s)的參數以實現補償相角裕度控制逆變器阻抗。針對LCL并網逆變器電壓前饋環節G_f(s)的傳遞函數如式I所示：

Gf(s)=-1+L1Cs2RdCs+1Kpwmk1+sω1]]>????(式I)

其中k為電壓前饋比例因子，ω₁為電壓前饋相角因子。

設計最大超前相位處的頻率ω_m為阻抗交點頻率；設計最大相位補償角φ_m為所需相角裕度，利用式II與式III即可設計電壓前饋環節G_f(s)的參數：

ωm=(k+1)ω1]]>????(式II)