利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021106151128
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种有源阻尼高频谐振抑制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:通过并网逆变器的诺顿模型进行组串型光伏并网逆变器谐振机理分析;

S2:在常规双闭环控制基础上,引入电容电流高频反馈环节;

S3:在PCC并网点处加入电压高频前馈环节;

S4:根据所述步骤S2和S3,将并网集群系统中逆变器存在交互高频谐振等效转化和抵消,实现对有源阻尼的高频谐振抑制。

2.如权利要求1所述的一种有源阻尼高频谐振抑制方法,其特征在于,所述步骤S1,包括:

S11、将并网集群系统简化为一个诺顿等效电路,并网逆变器视为一个受控电流源,所述并网逆变器等效输出导纳Y1(s)表达式为:式中:i2为逆变器并网电流,uinv为逆变器侧输出电压,s为拉普拉斯变换复变量,L1为直流侧电感,L2为逆变器侧电感,L3为线路电感,Lg为并网电感,Rg为并网电阻,C1为滤波电容;

S12、根据所述并网逆变器等效输出导纳Y1(s)表达式,建立多台逆变器并网诺顿等效电路模型;

S13、根据所述多台逆变器并网诺顿等效电路模型,推导各逆变器侧输出电压uinv_n与各逆变器并网电流i2_n之间的传递函数为:式中:i2_n为第n个逆变器并网电流,uinv_n为第n个逆变器侧输出电压;

S14、根据所述步骤S13的传递函数Y(s)进行分析,假设所述各逆变器侧输出电压uinv_1=uinv_2=…=uinv_n,从而得到:式中:Y1_1,Y1_2表达式为:式中:i2_n为第n个逆变器并网电流,uinv_1为第n个逆变器侧输出电压,s为拉普拉斯变换复变量,L1为直流侧电感,L2为逆变器侧电感,L3为线路电感,Lg为并网电感,Rg为并网电阻,C1为滤波电容,n为逆变器并联台数;

S15、根据所述Y1_1,Y1_2表达式,获得多台逆变器并网谐振频率特性伯德图。

3.如权利要求2所述的一种有源阻尼高频谐振抑制方法,其特征在于,所述步骤S1,还包括:

S16、根据所述多台逆变器并网谐振频率特性伯德图,获得多台并网逆变器产生的谐振频率为:

式中:ωo为基波角频率,n为逆变器并联台数,hn为第n台逆变器并网时系统谐振点处的谐波次数,L1为直流侧电感,L2为逆变器侧电感,L3为线路电感,Lg为并网电感,C1为滤波电容;

S17、根据所述多台并网逆变器产生的谐振频率,获得多台逆变器并网谐振频率的影响因素。

4.如权利要求1所述的一种有源阻尼高频谐振抑制方法,其特征在于,所述步骤S2,包括:

S21、建立基于相位超前补偿的电容电流高频反馈控制模型,获得连续域下组串型光伏并网集群系统模型开环传递函数G1(s)表达式为:式中:kpwm为逆变桥等效增益系数,kf为有源阻尼系数,GQPR(s)为准比例谐振电流控制器,GT(s)为PWM调制开关采样延时控制器,GH(s)为相位超前补偿控制环节,s为拉普拉斯变换复变量,L1为直流侧电感,Leq为并网等效电感,C1为滤波电容;

所述Leq表达式为:Leq=L2+L3式中:L2为逆变器侧电感,L3为线路电感;

所述GQPR(s)、GT(s)和GH(s)的传递函数表达式分别为:式中:kp、kr、ωi、ωo分别为准比例谐振电流控制器的比例系数、谐振系数、截止角频率及基波角频率,Ts为采样周期,kn、α、β均为相位超前补偿参数,s为拉普拉斯变换复变量;

S22、根据所述步骤S21的GQPR(s)、GT(s)和GH(s)的传递函数表达式,调节所述相位超前补偿参数kn、α、β,使所述组串型光伏并网集群系统模型开环截止频率始终在相位峰值所对应的频率点处取得。

5.如权利要求1所述的一种有源阻尼高频谐振抑制方法,其特征在于,所述步骤S3,包括:

S31、建立PCC电压高频前馈有源阻尼等效电路模型,在PCC处并联虚拟阻抗Zeqv,获得并网电流i2表达式为:

i2(s)=P(s)uinv(s)+Q(s)ug(s)式中:Q(s)和P(s)分别为PCC电压高频前馈时构成并网电流的逆变器和电网电压分量导纳,s为拉普拉斯变换复变量,uinv为逆变器输出电压,ug为并网电压;

所述Q(s)和P(s)表达式分别为:式中:Rg为并网电阻,Lg为并网电感,s为拉普拉斯变换复变量,L1为直流侧电感,Leq为并网等效电感,C1为滤波电容;

S32、根据所述步骤S31中建立的PCC电压高频前馈有源阻尼等效电路模型,获得所述PCC处并联虚拟阻抗Zeqv的表达式为:式中:Reqv为等效虚拟电阻,Xeqv为等效虚拟电抗,Ts为采样周期,ω为等效虚拟阻抗角频率,Xeqv0为不存在数字控制延迟时PCC电压前馈控制形成的等效虚拟电抗,所述Xeqv0表达式为:

式中:ω为等效虚拟阻抗角频率,L1为直流侧电感,L2为逆变器测电感,L3为线路电感,Lg为并网电感,kpwm为逆变桥等效增益系数,Gfu为PCC电压前馈支路的高通滤波器;

S33、根据所述步骤S32,获得电容电流高频反馈与输出滤波电容并联形成的等效虚拟阻抗Zeqi;

S34、根据所述步骤S32和S33,获得存在数字控制延迟时,PCC电压前馈电容电流反馈控制环形成的并联等效虚拟阻抗Zeq,表达式为:式中:Zeqv为PCC处并联虚拟阻抗,Zeqi为电容电流高频反馈与输出滤波电容并联形成的等效虚拟阻抗,Req为PCC电压前馈作用下的并联等效虚拟电阻,Xeq为PCC电压前馈作用下的并联等效虚拟电抗。

6.如权利要求1所述的一种有源阻尼高频谐振抑制方法,其特征在于,所述步骤S4包括:

S41、根据所述步骤S2和S3,获得等效虚拟电阻的频率特性图;

S42、根据所述等效虚拟电阻的频率特性图,获得光伏并网系统频率特性曲线;

S43、根据所述光伏并网系统频率特性曲线,得出所述步骤S2和S3实现了对有源阻尼的高频谐振抑制。