[發(fā)明專利]逆變器自適應(yīng)諧振抑制的電容電流反饋系數(shù)求取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110529025.0
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113381592B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫向東;劉江;張藝豪;任碧瑩;張琦
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02J3/38;H02J3/01;G06F17/10
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

本發(fā)明公開了逆變器自適應(yīng)諧振抑制的電容電流反饋系數(shù)求取方法，以LCL型并網(wǎng)逆變器作為控制對象，當(dāng)電網(wǎng)阻抗發(fā)生波動時，LCL濾波器諧振頻率發(fā)生改變，固定的電容電流反饋系數(shù)不滿足寬范圍的電網(wǎng)阻抗變化；通過電網(wǎng)阻抗的估計，并運用簡化的勞斯判據(jù)可以得到電容電流反饋系數(shù)H1的取值范圍，從而實現(xiàn)在線自適應(yīng)調(diào)節(jié)反饋系數(shù)大小，應(yīng)對寬范圍的電網(wǎng)阻抗變化，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；當(dāng)電網(wǎng)阻抗變化時，固定的電容電流反饋系數(shù)無法滿足在所有工況下的系統(tǒng)諧振抑制，本發(fā)明可以通過電網(wǎng)阻抗值和在線的簡易勞斯判據(jù)得到自適應(yīng)的電容電流反饋系數(shù)，達(dá)到實時抑制系統(tǒng)諧振的目的。在不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷的同時，可以實現(xiàn)在線穩(wěn)定性分析，提高計算效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體說是涉及逆變器自適應(yīng)諧振抑制的電容電流反饋系數(shù)求取方法。

背景技術(shù)

并網(wǎng)逆變器是新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)中必不可少的一部分，它能夠?qū)⒎植际桨l(fā)電系統(tǒng)中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電匯入大電網(wǎng)。然而，并網(wǎng)逆變器的直接并網(wǎng)操作將會給大電網(wǎng)帶來比較大的高次諧波，對大電網(wǎng)造成污染，因此濾波器的作用不可忽略。常用的LCL型濾波器具有更好的高頻諧波抑制能力，更高的功率密度，然而LCL型濾波器是三階系統(tǒng)，其存在固有諧振尖峰問題，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。傳統(tǒng)的諧振抑制方法有無源阻尼法和有源阻尼法，通常無源阻尼法因為其帶來的能量損耗而較少被單獨使用，有源阻尼法中，電容電流反饋方法能夠被等效成一個虛擬電阻與濾波電容并聯(lián)，能夠抑制諧振尖峰的同時，對其他頻率段的增益無影響。電網(wǎng)由于配電線路長線路阻抗不可忽略和能量波動導(dǎo)致公共耦合點(Point of The Common Coupling,PCC)電壓波動等問題，導(dǎo)致電網(wǎng)呈現(xiàn)弱電網(wǎng)特性。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了逆變器自適應(yīng)諧振抑制的電容電流反饋系數(shù)求取方法。通過簡化的勞斯判據(jù)在線分析穩(wěn)定性，在電網(wǎng)阻抗發(fā)生變化時能夠自適應(yīng)調(diào)節(jié)電容電流反饋系數(shù)。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：逆變器自適應(yīng)諧振抑制的電容電流反饋系數(shù)求取方法，以LCL型并網(wǎng)逆變器作為控制對象，當(dāng)電網(wǎng)阻抗發(fā)生波動時，LCL濾波器諧振頻率發(fā)生改變，固定的電容電流反饋系數(shù)不滿足寬范圍的電網(wǎng)阻抗變化；通過電網(wǎng)阻抗的估計，并運用簡化的勞斯判據(jù)可以得到電容電流反饋系數(shù)H1的取值范圍，從而實現(xiàn)在線自適應(yīng)調(diào)節(jié)反饋系數(shù)大小，應(yīng)對寬范圍的電網(wǎng)阻抗變化，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；具體按照以下四個步驟實施：

步驟1：建立LCL型并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出電容電流反饋方法抑制諧振的開環(huán)傳遞函數(shù)；具體為：

針對兩電平逆變器、T型三電平逆變器電壓源型逆變電路拓?fù)?，其電網(wǎng)側(cè)電感L_xm由L_xg和L_x2兩部分構(gòu)成，計算公式如下：

L_xm＝L_x2+L_xg (1)

其中，L_x2為LCL濾波器的電網(wǎng)側(cè)電感，L_xg為電網(wǎng)線路可變電感；

在并網(wǎng)電流比例控制的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G_open(s)為：