[发明专利]基于非交叉反馈虚拟阻抗的并网变流器低频振荡抑制方法

说明书

本发明提供了一种基于非交叉反馈虚拟阻抗的并网变流器低频振荡抑制方法，包括：通过在包含电流环控制的并网变流器中引入非交叉反馈虚拟阻抗和无限脉冲响应滤波器，计算最优非交叉反馈虚拟阻抗值，根据最优非交叉反馈虚拟阻抗值通过电流环控制指令i₂^*和输出电流i₂的闭环控制，抑制并网变流器的低频振荡。本方法能够有效抑制并网变流器低频振荡，并且在抑制振荡的同时改善系统动态响应特性。

技术领域

本发明涉及新能源系统基于电流环控制的并网变流器领域，尤其涉及一种基于非交叉反馈虚拟阻抗的并网变流器低频振荡抑制方法。

背景技术

近年来，世界各地发生了多起与新能源并网相关的低频振荡现象，严重威胁电网的安全稳定运行，对新能源的进一步推广应用也造成了不良影响。以新能源并网变流器为研究对象的关于低频振荡机理的研究已有若干成果，从控制角度出发，引发并网变流器低频振荡的关键控制因素为电流环。

传统抑制电力系统低频振荡的手段为加装电力系统稳定器(Power systemstabilizer,PSS)或改善互联电网联络结构等，但是随着电力系统电力电子化越来越明显，低频振荡更趋复杂。虽然现有技术中的并网变流器有源阻尼方法能够很好的抑制高次谐波谐振，但是对于新能源并网系统，从几赫兹到十几赫兹的低频振荡抑制效果仍不佳。

因此，需要一种可以有效地抑制并网变流器低频振荡的方法。

发明内容

本发明提供了一种基于非交叉反馈虚拟阻抗的并网变流器低频振荡抑制方法，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明提供了一种基于非交叉反馈虚拟阻抗的并网变流器低频振荡抑制方法，并网变流器包括电流环控制器，该方法包括：

通过在包含电流环控制的并网变流器中引入非交叉反馈虚拟阻抗和无限脉冲响应滤波器，计算最优非交叉反馈虚拟阻抗值，根据最优非交叉反馈虚拟阻抗值通过电流环控制指令i₂^*和输出电流i₂的闭环控制，抑制并网变流器的低频振荡。

优选地，计算最优非交叉反馈虚拟阻抗值包括以控制系统开环传递函数最大相位裕度对应的非交叉反馈虚拟阻抗值为低频振荡抑制的最优非交叉反馈虚拟阻抗值，定义为m_B，根据下式(1)计算：

其中，m为非交叉反馈虚拟阻抗，ω_c0为采用最优非交叉反馈虚拟阻抗m_B对应的截止频率，G_o(jω)代表频域开环传递函数，为非交叉反馈虚拟阻抗m对应的相位裕度函数，d/dm为微分算子。

优选地，并网变流器的控制对象为变流器侧输出电流到其桥臂电压的传递函数，电流环控制器的输入端为控制指令i₂^*与输出电流i₂的差值，输出端与比较点的正端相连，用于与无限脉冲响应滤波器的输出端进行做差比较；所述的非交叉反馈虚拟阻抗输入端为输出电流i₂，输出端与所述的无限脉冲响应滤波器相连；所述无限脉冲响应滤波器的输入端与非交叉反馈虚拟阻抗的输出端相连，输出端与比较点的负端相连；所述控制对象的输入端为无限脉冲响应滤波器与电流环控制器的输出差值，输出端为输出电流i₂。

优选地，无限脉冲响应滤波器的系数最优值为最优非交叉反馈虚拟阻抗取值下的相位裕度对应的滤波器系数a，并且a0，所述无限脉冲响应滤波器的复频域s表达式如下式(2)所示：

其中，a为滤波器的可变系数，T_s为采样周期。