[發明專利]構網型逆變器并網諧波電流抑制方法和裝置

在審

• 申請號: 202310224779.4
• 申請日: 2023-03-09
• 公開（公告）號: CN116436005A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 夏天雷;葛鑫;徐懿;陸歆;吳鴻飛;戚星宇;陳斌;全相軍;張展琦
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司常州供電分公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/38;H02M1/00;H02M1/12;H02M7/5387
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 任珊珊

本發明提供一種構網型逆變器并網諧波電流抑制方法和裝置，在并網點與電網之間設置無源支路，所述方法包括以下步驟：對所述無源支路的兩端進行諧波檢測，以分別得到并網點諧波電壓和電壓前饋變量諧波分量；構建同時考慮非線性負載諧波電流與電網背景諧波電壓的條件下的諧波等效電路，并根據所述諧波等效電路確定所述并網點諧波電壓和所述電壓前饋變量諧波分量的前饋系數的取值；根據所述并網點諧波電壓及其前饋系數、所述電壓前饋變量諧波分量及其前饋系數，獲取逆變器的諧波電壓指令值，以通過所述諧波電壓指令值對所述逆變器進行控制。本發明能夠提高構網型逆變器并網電流質量，提升構網型逆變器接入弱電網的友好性。

技術領域

本發明涉及并網逆變器控制技術領域，具體涉及一種構網型逆變器并網諧波電流抑制方法和一種構網型逆變器并網諧波電流抑制裝置。

背景技術

可再生能源發電一般通過電力電子裝置接入電網，在推動能源結構轉型升級的同時也給電網的安全穩定運行帶來了挑戰。為了保證安全運行并提供電壓和頻率支撐，虛擬同步機技術可以模擬傳統同步機所具有的慣性和阻尼，使逆變器具備頻率自同步特性與電壓支撐功能，在向電網注入高質量電能方面發揮著重要作用。然而可再生能源一般分布在偏遠地區，需要通過較長的輸電線路輸送電能，而隨著在該弱電網背景下的非線性負載滲透率的增加以及電網側諧波電壓畸變日益嚴重，并網電流質量得到了較大損害，難以保證虛擬同步機連接到弱電網的環境友好性與適應性。

目前的并網諧波電流抑制方案多集中于跟網型逆變器，通過并網點電壓前饋使得逆變器的輸出阻抗趨于無窮大，進而消除電網諧波電壓對并網電流的不利影響；通過檢測諧波電流使其諧波電流指令具有與非線性負載諧波電流相同的幅度和相位，進而使得跟網型逆變器完全吸收負載諧波電流；又或者通過安裝有源或無源濾波裝置來吸收非線性負載的諧波電流，但該方法會使得系統諧振問題更加復雜，并額外增加了大容量的電感、電容器件。上述傳統的諧波抑制方案可有效增強在弱電網工況下的電能質量，然而虛擬同步機技術表現為電壓控制特性，在這種情況下，適用于跟網型逆變器的傳統諧波補償方案難以直接用于構網型逆變器。

因此，亟需提出一種適用于構網型逆變器的諧波抑制方案。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供了一種構網型逆變器并網諧波電流抑制方法和裝置，能夠提高構網型逆變器并網電流質量，提升構網型逆變器接入弱電網的友好性。

本發明采用的技術方案如下：

一種構網型逆變器并網諧波電流抑制方法，在并網點與電網之間設置無源支路，所述方法包括以下步驟：對所述無源支路的兩端進行諧波檢測，以分別得到并網點諧波電壓和電壓前饋變量諧波分量；構建同時考慮非線性負載諧波電流與電網背景諧波電壓的條件下的諧波等效電路，并根據所述諧波等效電路確定所述并網點諧波電壓和所述電壓前饋變量諧波分量的前饋系數的取值；根據所述并網點諧波電壓及其前饋系數、所述電壓前饋變量諧波分量及其前饋系數，獲取逆變器的諧波電壓指令值，以通過所述諧波電壓指令值對所述逆變器進行控制。

所述無源支路由無源電感構成。

根據下式獲取逆變器的諧波電壓指令值：

其中，為所述諧波電壓指令值，u_PCCh為所述并網點諧波電壓，u_sh為所述電壓前饋變量諧波分量，-m為所述并網點諧波電壓的前饋系數，n為所述電壓前饋變量諧波分量的前饋系數。

根據所述諧波等效電路確定的所述并網點諧波電壓和所述電壓前饋變量諧波分量的前饋系數的取值為：

其中，b代表Z_out為所述逆變器的輸出阻抗，Z_g為電網側阻抗，L_s為所述無源電感的感抗。