[發明專利]一種適用于新能源并網逆變器的高階鎖相環設計方法

在審

• 申請號: 202210503491.6
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114825440A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 崔昊;雷家興;馮雙;楊浩
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02J3/24;H02M1/08;H02M1/12
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 陳天林

1.一種適用于新能源并網逆變器的高階鎖相環設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、分析新能源并網逆變器的運行場景，確定電網復阻抗的變化范圍；

S2、根據S1中得到的電網復阻抗變化范圍，計算新能源并網逆變器阻抗的允許變化范圍，使得新能源并網系統在所有運行場景下均保持穩定；

S3、根據S2中新能源并網逆變器阻抗的允許變化范圍，設計新能源并網逆變器的阻抗傳遞函數；

S4、利用S3中設計的新能源并網逆變器阻抗傳遞函數，求取期望的鎖相環傳遞函數；

S5、根據S4中求得的期望鎖相環傳遞函數，設計出鎖相環控制器結構和參數。

2.根據權利要求1所述的一種適用于新能源并網逆變器的高階鎖相環設計方法，其特征在于，S1中新能源并網逆變器的運行場景包括電網網架結構改變或電網運行方式變化情況；

S1中的電網復阻抗通過解析推導或阻抗測量等方法獲取；

S1中電網復阻抗變化范圍的確定方法為：在新能源并網逆變器的不同運行場景下，分別獲取特定頻段的電網復阻抗，并畫出對應的阻抗幅相變化曲線，各運行場景下的阻抗幅相曲線集合的邊界即為電網復阻抗的變化范圍。

3.根據權利要求1所述的一種適用于新能源并網逆變器的高階鎖相環設計方法，其特征在于，S2中新能源并網逆變器阻抗的允許變化范圍為：假設新能源并網逆變器阻抗的相頻曲線與各運行場景下的電網阻抗相頻曲線向上平移180°后的曲線分別相交于頻率點f_c1、f_c2、…、f_ck，k表示第k個運行場景，上述頻率點在幅頻曲線圖中對應的電網阻抗幅值分別為|Z_sc1|、|Z_sc2|、…、|Z_sck|，對應的新能源并網逆變器阻抗幅值分別為|Z_ic1|、|Z_ic2|、…、|Z_ick|，則當滿足|Z_ic1||Z_sc1|∩|Z_ic2||Z_sc2|∩…∩|Z_ick||Z_sck|時，新能源并網系統能在所有運行場景下均保持穩定，而所有滿足|Z_ic1||Z_sc1|∩|Z_ic2||Z_sc2|∩…∩|Z_ick||Z_sck|的阻抗曲線集合即為新能源并網逆變器阻抗的允許變化范圍。

4.根據權利要求3所述的一種適用于新能源并網逆變器的高階鎖相環設計方法，其特征在于，S2中新能源并網逆變器阻抗的允許變化范圍通過如下方式確定：

S2.1、基于S1中不同運行場景下的電網復阻抗幅頻變化曲線，取出其中測量頻段范圍內各頻率點對應的電網復阻抗幅值的最大值|Z_smax1|、|Z_smax2|、…、|Z_smaxm|，m表示測量頻段范圍內的第m個頻率點；

S2.2、在幅頻曲線圖上連接S2.1中的|Z_smax1|、|Z_smax2|、…、|Z_smaxm|，得到不同運行場景下的電網復阻抗幅頻正向最大變化邊界；

S2.3、在測量頻段范圍內所有超出S2.2中電網復阻抗幅頻正向最大變化邊界的區域即為新能源并網逆變器阻抗在幅頻圖上的允許變化范圍。

5.根據權利要求4所述的一種適用于新能源并網逆變器的高階鎖相環設計方法，其特征在于，新能源并網逆變器阻抗允許變化范圍的確定方法滿足以下前提：新能源并網逆變器阻抗的相頻曲線在給定頻段范圍內與電網阻抗相頻曲線向上平移180°后的曲線存在至少1個交點。