[發明專利]并網發電系統的弱電網網源荷阻抗模型分析方法

有效

• 申請號: 201510459002.1
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN105006839B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 趙晉斌;李浩然;王亞楠;王軍成
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G06Q50/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種并網發電系統的弱電網網源荷阻抗模型分析方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)為并網發電系統定義一個網源荷阻抗模型，具體模型公式為：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{pcc}-U_s=Z_{grid}{I}_s\left(s\right)\\ u_{pcc}=Z_{load}{I}_{load}\left(s\right)\\ I_g\left(s\right)-I_s\left(s\right)=I_{load}\left(s\right)\end{array}\right.$

其中，u_pcc為并網發電系統的并網逆變器公共耦合點電壓，Z_grid為并網發電系統的交流電網線路阻抗，Z_load為并網發電系統的交流電網負載阻抗，U_s為并網發電系統的交流電網等效電壓，I_s(s)為并網發電系統的交流電網等效電流源，I_g(s)為并網發電系統的交流電網入網電流；

2)假設交流電網的負載為阻感性負載，交流電網的線路阻抗為阻感性線路阻抗，根據步驟1定義的網源荷阻抗模型，獲得并網發電系統在雙環控制下的開環傳遞函數、閉環傳遞函數分別為：

$G_o\left(s\right)=\frac{G\left(s\right)(Z_{load}+Z_g)K_c{K}_{pwm}}{A_1{s}^3+A_2{s}^2+A_{3}s+Z_g{Z}_{load}}$

$G_{c1}\left(s\right)=\frac{G\left(s\right)(Z_{load}+Z_g)K_c{K}_{pwm}}{A_1{s}^3+A_2{s}^2+A_{3}s+Z_g{Z}_{load}+G\left(s\right)(Z_{load}+Z_g)K_c{K}_{pwm}}$

A₁＝L₁L₂(Z_g+Z_load)C

A₂＝(L₁L₂Z_load+L₂Z_gK_cK_pwm+L₂Z_loadK_cK_pwm)C

A₃＝(Z_load+Z_g)(L₁+L₂)

其中，G_o(s)為并網發電系統在雙環控制下的開環傳遞函數，G_cl(s)為并網發電系統在雙環控制下的閉環傳遞函數，G(s)為并網發電系統的外環控制器，Z_g是交流電網的阻感性線路阻抗，K_c為并網發電系統的內環控制器，K_pwm為并網發電系統的逆變橋等效放大系數，L₁為并網發電系統中的LCL濾波器的逆變器側電感，L₂為并網發電系統中的LCL濾波器的網側電感，C為并網發電系統中的LCL濾波器的濾波電容；

3)根據步驟2所獲得的開環傳遞函數、閉環傳遞函數，對并網發電系統進行分析。

2.根據權利要求1所述的并網發電系統的弱電網網源荷阻抗模型分析方法，其特征在于，在步驟2中，并網發電系統的外環控制器采用PI控制器時，假設交流電網的負載為純阻性負載，交流電網的線路阻抗為純感性線路阻抗，將并網發電系統在外環控制器采用PI控制器時的開環傳遞函數優化為：

$G_{pi}\left(s\right)=\frac{K_p{K}_c{K}_{pwm}{L}_g{s}^2+\left(K_i{L}_g+K_{p}R\right)K_c{K}_{pwm}s+K_i{\mathrm{RK}}_c{K}_{pwm}}{L_1{L}_2{L}_g{\mathrm{Cs}}^5+B_1{s}^4+B_2{s}^3+B_3{s}^2}$

B₁＝[L_g(L₂K_cK_pwm+L₁R)+L₁L₂R]C

B₂＝L_g(L₁+L₂+RCK_cK_pwm)+L₂RCK_cK_pwm

B₃＝(L₁+L₂+L_g)R

其中，G_pi(s)為并網發電系統在外環控制器采用PI控制器時的開環傳遞函數，K_p為PI控制器的比例系數，K_i為PI控制器的積分系數，L_g為交流電網的純感性線路阻抗，R為交流電網的純阻性負載。