利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022106173441
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:

1.一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:利用逆变器输出阻抗模型分析出双闭环控制下T型三电平逆变器系统的谐波机理,在输出阻抗模型下,推导出双闭环控制下LCL并网逆变器系统的并网电流函数为:其中Z0为输出阻抗,nZg为n个并联逆变器的电网抗阻, 为n个并联逆变器的电流源之和,ug为电网电压;

由上式分析知弱电网环境或装机容量增加时,并网集群系统中逆变器与电网之间存在交互低频次谐波的影响,并且随着并网逆变器台数和电网阻抗的增加,并网系统相位逐渐趋于恒定,相位裕度的降低会引发低频次谐波;

S2:在PCC并网点处加入电压比例前馈环节,用于增加系统的有源阻尼,此时,系统的开环传递函数为:

2 3

Gopen=GQPHRkpwmGd/[kpwmGdkd(L2+Lg)Cs+CL1L2s+(L1+L2+Lg)s‑LgGfs]其中GQPHR简写为G准QR,为准比例谐振控制器参数,Gf为比例前馈系数,Gc、kpwn、Gd分别为电流环控制函数、放大增益、数字控制过程引入的延时函数,L1、L2、Lg分别为LCL滤波器的逆变器侧电感、网侧电感和电感电容,S为频域符号,C为滤波电容,kd为有源阻尼比例系数;

S3:在常规双闭环控制的基础上,引入自适应准PR控制环节,在准PR控制的基础上引入相位补偿结构,此时基频处的准PR表达式变为:特定谐波频率处的相位裕度补偿表达式为:

其中kr为谐振增益,kp为比例增益,fc为系统交叉频率;其中λn、θn分别为补偿系数和相角滞后量,kr为谐振增益,ω0=2πf0为基波角频率频率;ωc为谐振项带宽;

通过引入相位补偿结构,实现并网电流对正弦给定电流的无静差追踪并减小并网电流中3,5,7次谐波的含量;

S4:根据步骤S2、S3将并网集群系统中逆变器存在的主要低次频谐振等效转化和抵消,用于有效抑制LCL光伏并网逆变器自身谐振和并联谐振。

2.根据权利要求1所述的一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤S1的直角坐标系下LCL滤波器各量之间的关系为:其中i=1,2,3,…,n;三相状态变量uinv、iLi、isi分别为逆变器输出电压、逆变器侧电感电流、电网电流,upcc为并网点电压,uc为电容电压。

3.根据权利要求1所述的一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,基于所述步骤S1中的LCL型滤波器的开环传递函数为:由上式等效变换得:

由此可推导出推导出第i台逆变器的并网电流:

ig=G0iref‑Y0upcc

式中

其中Gs1、Gs2分别为等效模块一、等效模块二,ig为第i台逆变器的并网电流,Y0为逆变器的等效输出导纳,iref为并网电流基准值,Gc为电流环控制函数。

4.根据根据权利要求3所述的一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,所述式中第i台逆变器的并网电流以及并网点电压upcc分别为:igi=ici‑upccY0

其中第i台逆变器的并网电流ig改写为igi,Yg为电网导纳,ici为第i台逆变器的电流源,为除第i台逆变器的电流源之外,其它逆变器的电流源之和。

5.根据根据权利要求1所述的一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤S2中令Gd=1,推导出Z0的分母表达式为:2

DZ0=sL1C+skdC+1‑Gf

即DZ0的转角频率为:

当Gf=1时,DZ0可简化为s(sL1C+kdC),通过调节Gf将fcor推离带宽频率fbw来补偿;

进一步分析出双闭环控制下逆变器的输出阻抗Z0表达式为:。

6.根据权利要求1所述的一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,根据所述步骤S3,不加入相位补偿函数的传统准PR控制器传递函数表达式为由上式得其在ω0处增益的表达式为:其中传统的准PR控制器在ω0处增益趋于无穷大。

7.根据权利要求1所述的一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤S3中λn和θn关系式为:其中λn、θn分别为补偿系数和相角滞后量。

8.根据权利要求1所述的一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,所述步骤S3中在系统交叉频率fc处的比例增益为:kp=2π(L1+L2+Lg)fc。

9.根据权利要求1所述的一种自适应准PR有源阻尼低频率谐波抑制方法,其特征在于,*所述在步骤S2中在自适应准PR控制在nω0处的理想相角θn与λn的关系式即相位补偿函数为:。

10.一种光伏并网系统,其特征在于,包括所述1~9的任意一条权利要求。