[發明專利]一種針對三相逆變器的虛擬阻抗構建方法

在審

• 申請號: 202110625152.0
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113363959A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張欣;龍海鴻;胡柯昕;高祎韓;馬皓
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;G06F30/20
• 代理公司: 浙江新篇律師事務所 33371
• 代理人: 龔玉平

本發明公開了一種針對三相逆變器的虛擬阻抗構建方法的方法，屬于變換器穩定性技術領域。本發明包括：建立所需變換三相逆變器的主電路狀態空間模型；推導三相逆變器的恒功率穩態工作點，對其進行線性化，建立其小信號數學模型，從而推導得到控制器dq軸傳遞函數；依據需要引入的虛擬阻抗頻率特性，利用控制信號流圖和梅森公式，反演得到三相逆變器d軸或q軸需要加入的輸入阻抗調節器傳遞函數；根據整體系統的性能指標對調節器參數進行優化。本發明有助于提升配電網穩定性防御的自動化水平，具有較大的工程應用價值和推廣前景。

技術領域

本發明涉及變換器穩定性領域，具體是一種針對三相逆變器的虛擬阻抗構建方法。

背景技術

隨著光伏、風能等新能源的利用越來越多，以及汽車、照明等直流負載的日益增多，直流配電網的負載愈發復雜。盡管系統中每個變換器在單獨設計和檢測時是穩定的，但它們實際組成直流配電系統運行時，卻會因為不同變換器之間的不匹配而誘發整個系統的振蕩乃至失穩。這種不穩定往往是由于負載變換器輸入負阻特性導致與源系統頻率特性產生交截導致的，但是，負載變換器的負阻特性是由于變換器自身的高傳輸效率的設計要求帶來的，不能大范圍的改變其負阻頻率特性。因此可以采用虛擬阻抗的形式，改變其部分頻率范圍內的阻抗特性。而目前，對于三相逆變器的虛擬阻抗方案較少，并不成熟。

授權號為103095165B的專利文件“無輸出隔離變壓器的三相逆變器并聯控制方法”采用極點配置電容電壓控制和虛擬阻抗匹配控制相結合的算法，加快逆變器的響應速度，提高控制性能，但并未提及對于三相逆變器的虛擬阻抗構建方法。

發明內容

針對如上所述，本發明提出一種針對三相逆變器的虛擬阻抗構建方法包括：

建立所需變換三相逆變器的主電路狀態空間模型；

推導三相逆變器的恒功率穩態工作點，對其進行線性化，建立其小信號數學模型，從而推導得到控制器dq軸傳遞函數；

依據需要引入的虛擬阻抗頻率特性，利用控制信號流圖和梅森公式，將引入的虛擬阻抗反演得到三相逆變器d軸或q軸需要加入的輸入阻抗調節器傳遞函數；

根據整體系統的性能指標對調節器參數進行優化。

可選的，三相逆變器狀態空間模型同時包括濾波器等連續系統和開關器件等非連續系統。

附圖說明

圖1為實施例的針對三相逆變器的虛擬阻抗構建方法示意圖

具體實施方式

現在參考附圖介紹本發明的示例性實施方式，然而，本發明可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發明，并且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本發明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術語并不是對本發明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標記。

除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過于正式的意義。

建立所需變換三相逆變器的主電路狀態空間模型；推導三相逆變器的恒功率穩態工作點，對其進行線性化，建立其小信號數學模型，從而推導得到控制器dq軸傳遞函數；依據需要引入的虛擬阻抗頻率特性，利用控制信號流圖和梅森公式，反演得到三相逆變器d軸或q軸需要加入的輸入阻抗調節器傳遞函數；根據整體系統的性能指標對調節器參數進行優化。

三相逆變器狀態空間模型同時包括濾波器等連續系統和開關器件等非連續系統。

下面結合實施例對本發明進行進一步說明：

本發明方法，如圖1所示，包括：