[發明專利]一種提高LCL型并網逆變器穩定性的輸出阻抗校正方法

有效

• 申請號: 201710086350.8
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107070270B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 杜燕;崔林波;楊向真;蘇建徽
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02J3/38
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明公開了一種提高LCL型并網逆變器穩定性的輸出阻抗校正方法，其特征是：在含有源阻尼的LCL型并網逆變器中，加入基于并網電流的相位補償器，構建串聯的虛擬阻抗，用于校正逆變器輸出阻抗的阻抗角，通過提高弱電網下并網逆變器的相角裕度，改善逆變器并網電流波形質量，提高弱電網下并網逆變器系統穩定性。

技術領域

本發明屬于并網逆變器控制技術領域，更具體地說是涉及一種提高并網逆變器穩定性的輸出阻抗校正方法，用于改善逆變器并網電流波形質量，提高弱電網下并網逆變器系統穩定性。

背景技術

基于可再生能源，如風能、太陽能等的分布式發電技術是人類應對能源危機和環境污染的重要途徑之一。并網逆變器作為分布式發電系統與電網之間的關鍵接口設備，其性能好壞直接決定著并網電流質量。

隨著分布式電源并網功率的增加和接入電網位置的廣泛分布，考慮到較長的輸配電線路、較多的隔離變壓器、大量的分布式發電設備掛接于并網點PCC點等因素，電網越來越表現出弱電網的特性，電網阻抗已不可忽略。在弱電網條件下，電網阻抗和逆變器輸出阻抗會產生交互作用，導致強電網下穩定運行的并網逆變器產生振蕩、失穩。因此，并網逆變器的設計，需要減弱消除電網阻抗對逆變器性能的影響，保證并網逆變器在各類電網阻抗條件下的穩定運行。弱電網條件下，并網逆變器的穩定性由兩部分決定：一是強電網下，并網逆變器的穩定性(以下統稱為逆變器本體穩定性)；二是弱電網下，電網阻抗和逆變器輸出阻抗的交互作用引起的穩定性(以下統稱為弱電網下并網逆變器穩定性)。當逆變器本體穩定時，通過改變逆變器的輸出阻抗可改善弱電網下并網逆變器穩定性。然而，目前并網逆變器阻抗校正方法中，一是需要準確測量電網阻抗，測量誤差導致補償不準確；二是需要引入高階微分環節，工程實現困難。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足，提供一種提高LCL型并網逆變器穩定性的輸出阻抗校正方法。通過引入基于并網電流的相位補償器，校正逆變器輸出阻抗的阻抗角，提高弱電網下并網逆變器的相角裕度，改善逆變器并網電流波形質量，提高弱電網下并網逆變器穩定性。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明提高LCL型并網逆變器穩定性的輸出阻抗校正方法的特點是：在含有源阻尼的LCL型并網逆變器中，加入基于并網電流的相位補償器，構建串聯的虛擬阻抗，用于校正逆變器輸出阻抗的阻抗角，通過提高弱電網下并網逆變器的相角裕度，改善逆變器并網電流波形質量，提高弱電網下并網逆變器系統穩定性。

本發明提高LCL型并網逆變器穩定性的輸出阻抗校正方法的特點也在于：所述方法是按如下步驟進行：

步驟1：將并網點電壓采樣信號u_{pcc_s}、并網電流采樣信號i_{g_s}和電容電流采樣信號i_{c_s}通過電流控制器，得到輸出信號u_i1＝(i_ref-i_{g_s})(K_p+K_i/s)-i_{c_s}；

所述電容電流采樣信號i_{c_s}是指構成LCL濾波器中的濾波電容C的電流采樣信號；i_ref是并網電流的指令信號，其中i_ref的幅值為設定值，i_ref的相位由并網點電壓采樣信號u_{pcc_s}通過鎖相環獲得；K_p為并網電流調節器G_i(s)的比例系數，K_i為并網電流調節器G_i(s)的積分系數，s為復頻域變量。

步驟2：將并網電流采樣信號i_{g_s}通過相位補償器G_fc(s)，得到輸出信號為u_i2；