[发明专利]逆变器自适应谐振抑制的电容电流反馈系数求取方法

说明书

本发明公开了逆变器自适应谐振抑制的电容电流反馈系数求取方法，以LCL型并网逆变器作为控制对象，当电网阻抗发生波动时，LCL滤波器谐振频率发生改变，固定的电容电流反馈系数不满足宽范围的电网阻抗变化；通过电网阻抗的估计，并运用简化的劳斯判据可以得到电容电流反馈系数H1的取值范围，从而实现在线自适应调节反馈系数大小，应对宽范围的电网阻抗变化，保证系统安全稳定运行；当电网阻抗变化时，固定的电容电流反馈系数无法满足在所有工况下的系统谐振抑制，本发明可以通过电网阻抗值和在线的简易劳斯判据得到自适应的电容电流反馈系数，达到实时抑制系统谐振的目的。在不影响系统稳定性判断的同时，可以实现在线稳定性分析，提高计算效率。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体说是涉及逆变器自适应谐振抑制的电容电流反馈系数求取方法。

背景技术

并网逆变器是新能源分布式发电系统中必不可少的一部分，它能够将分布式发电系统中的直流电转换为交流电汇入大电网。然而，并网逆变器的直接并网操作将会给大电网带来比较大的高次谐波，对大电网造成污染，因此滤波器的作用不可忽略。常用的LCL型滤波器具有更好的高频谐波抑制能力，更高的功率密度，然而LCL型滤波器是三阶系统，其存在固有谐振尖峰问题，可能会导致系统不稳定。传统的谐振抑制方法有无源阻尼法和有源阻尼法，通常无源阻尼法因为其带来的能量损耗而较少被单独使用，有源阻尼法中，电容电流反馈方法能够被等效成一个虚拟电阻与滤波电容并联，能够抑制谐振尖峰的同时，对其他频率段的增益无影响。电网由于配电线路长线路阻抗不可忽略和能量波动导致公共耦合点(Point of The Common Coupling,PCC)电压波动等问题，导致电网呈现弱电网特性。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了逆变器自适应谐振抑制的电容电流反馈系数求取方法。通过简化的劳斯判据在线分析稳定性，在电网阻抗发生变化时能够自适应调节电容电流反馈系数。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：逆变器自适应谐振抑制的电容电流反馈系数求取方法，以LCL型并网逆变器作为控制对象，当电网阻抗发生波动时，LCL滤波器谐振频率发生改变，固定的电容电流反馈系数不满足宽范围的电网阻抗变化；通过电网阻抗的估计，并运用简化的劳斯判据可以得到电容电流反馈系数H1的取值范围，从而实现在线自适应调节反馈系数大小，应对宽范围的电网阻抗变化，保证系统安全稳定运行；具体按照以下四个步骤实施：

步骤1：建立LCL型并网逆变器的数学模型，推导出电容电流反馈方法抑制谐振的开环传递函数；具体为：

针对两电平逆变器、T型三电平逆变器电压源型逆变电路拓扑，其电网侧电感L_xm由L_xg和L_x2两部分构成，计算公式如下：

L_xm＝L_x2+L_xg (1)

其中，L_x2为LCL滤波器的电网侧电感，L_xg为电网线路可变电感；

在并网电流比例控制的基础上，推导出系统开环传递函数G_open(s)为：