[發(fā)明專利]一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110651186.7
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113113933B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 曾成碧;王翰文;苗虹;段述江;李蘇丹;童廣;朱胤杰
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02J3/24
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 伍旭偉

1.一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制方法，其特征是，包括以下步驟：

采集并網(wǎng)點的電壓信號；

將電壓信號作為高通濾波補償策略的輸入，得到有源阻尼參數(shù)；

將有源阻尼參數(shù)、相位裕度補償系數(shù)序列作為有源阻尼控制的輸入，模擬得到不同相位裕度補償系數(shù)控制下的系統(tǒng)開環(huán)波德圖；

提取系統(tǒng)開環(huán)波德圖中的開環(huán)截止頻率以及開環(huán)截止頻率與相位裕度的分布情況，并以分布情況所反映的弱電網(wǎng)穩(wěn)定性能和動態(tài)響應最優(yōu)情況下對應的相位裕度補償系數(shù)作為最優(yōu)的相位裕度補償系數(shù)；

將最優(yōu)的相位裕度補償系數(shù)與有源阻尼參數(shù)融合后，得到超前相位補償信號；

將超前相位補償信號與多諧振控制器的輸出信號疊加后實現(xiàn)LCL逆變器有源阻尼控制；

所述最優(yōu)的相位裕度補償系數(shù)分析過程具體為：

通過變換映射關系對開環(huán)截止頻率、相位裕度進行變換處理；

以相位裕度補償系數(shù)序列為橫坐標、變換后的開環(huán)截止頻率為縱坐標建立第一擬合曲線；

以相位裕度補償系數(shù)序列為橫坐標、變換后的相位裕度為縱坐標建立第二擬合曲線；

選取第一擬合曲線、第二擬合曲線的交點作為最優(yōu)的相位裕度補償系數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制方法，其特征是，所述開環(huán)截止頻率與相位裕度的分布情況處理過程具體為：

提取系統(tǒng)開環(huán)波德圖中不同相位裕度補償系數(shù)對應的開環(huán)截止頻率，得到開環(huán)截止頻率集，并根據(jù)開環(huán)截止頻率集中的最大值、最小值建立開環(huán)截止頻率范圍；

選取同時符合標準相位裕度范圍、開環(huán)截止頻率范圍的相位裕度補償系數(shù)，得到分布情況。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制方法，其特征是，所述標準相位裕度范圍為20°-55°。

4.根據(jù)權利要求1-3任意一項所述的一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制方法，其特征是，所述有源阻尼參數(shù)的計算過程具體為：

其中，為有源阻尼參數(shù)；為高通濾波器的增益系數(shù)；為高通濾波器的截止帶寬；S為時間域。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制方法，其特征是，所述超前相位補償信號的計算過程具體為：

其中，為超前相位補償信號；為最優(yōu)的相位裕度補償系數(shù)。

6.根據(jù)權利要求4所述的一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制方法，其特征是，所述高通濾波器的增益系數(shù)具體計算過程為：

其中，m為常數(shù)，取值為[0.6,6]；L₁為逆變器側的濾波電感；L₂為電網(wǎng)側的濾波電感；L_g為電網(wǎng)阻抗；K_PWM為PWM逆變器的傳遞函數(shù)，表示為U_dc/U_tri，U_tri為三角載波幅度，U_dc為新能源發(fā)電的直流母線電壓。

7.根據(jù)權利要求4所述的一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制方法，其特征是，所述高通濾波器的截止帶寬計算過程具體為：

其中，C為濾波電容；為阻尼因子；m為常數(shù)，取值為[0.6,6]；L₁為逆變器側的濾波電感；L₂為電網(wǎng)側的濾波電感；L_g為電網(wǎng)阻抗。

8.一種弱電網(wǎng)LCL逆變器有源阻尼控制系統(tǒng)，其特征是，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于采集并網(wǎng)點的電壓信號；

參數(shù)計算模塊，用于將電壓信號作為高通濾波補償策略的輸入，得到有源阻尼參數(shù)；

模擬計算模塊，用于將有源阻尼參數(shù)、相位裕度補償系數(shù)序列作為有源阻尼控制的輸入，模擬得到不同相位裕度補償系數(shù)控制下的系統(tǒng)開環(huán)波德圖；

系數(shù)分析模塊，用于提取系統(tǒng)開環(huán)波德圖中的開環(huán)截止頻率以及開環(huán)截止頻率與相位裕度的分布情況，并以分布情況所反映的弱電網(wǎng)穩(wěn)定性能和動態(tài)響應最優(yōu)情況下對應的相位裕度補償系數(shù)作為最優(yōu)的相位裕度補償系數(shù)；

數(shù)據(jù)融合模塊，用于將最優(yōu)的相位裕度補償系數(shù)與有源阻尼參數(shù)融合后，得到超前相位補償信號；

信號疊加模塊，用于將超前相位補償信號與多諧振控制器的輸出信號疊加后實現(xiàn)LCL逆變器有源阻尼控制；

系數(shù)分析模塊包括：

映射單元，用于通過變換映射關系對開環(huán)截止頻率、相位裕度進行變換處理；

第一擬合單元，用于以相位裕度補償系數(shù)序列為橫坐標、變換后的開環(huán)截止頻率為縱坐標建立第一擬合曲線；

第二擬合單元，用于以相位裕度補償系數(shù)序列為橫坐標、變換后的相位裕度為縱坐標建立第二擬合曲線；

曲線處理單元，用于選取第一擬合曲線、第二擬合曲線的交點作為最優(yōu)的相位裕度補償系數(shù)。