[发明专利]并补电网下三相四桥臂逆变器的高频振荡抑制方法及装置

说明书

本发明公开了一种并补电网下三相四桥臂逆变器的高频振荡抑制方法及方法，该方法包括：根据二阶高通滤波器、负二阶微分器及系统延时，构建高频振荡抑制控制器，其中所述负二阶微分器的幅值随所述三相四桥臂逆变器的频率增大而增大；将所述高频振荡抑制控制器添加到所述三相四桥臂逆变器的电流环中，以抑制并补电网下三相四桥臂逆变器的高频振荡。本发明解决了相关技术中存在的无法抑制并补电网下的三相四桥臂逆变器的高频振荡的技术问题，提升了三相四桥臂逆变器在高频处的相位裕度，提升了互联系统的高频稳定性。

技术领域

本申请涉及新能源并网控制技术领域，尤其涉及并补电网下三相四桥臂逆变器的高频振荡抑制方法及装置。

背景技术

三相四线制系统被广泛应用于分布式网络和微电网中，三相四线制系统与三相三线制系统的主要区别在于系统中是否存在零序电流通路。在三相四线制系统中，相较于电容分裂的三相三桥臂四线制逆变器，三相四桥臂逆变器由于具有更高的电压利用率和更强的不对称处理能力等优点，被广泛应用于孤岛和并网场景中，包括分布式发电、孤岛微电网、不间断电源、有源电源滤波器和电压补偿器等。

由于分布式电网及微电网通常表现为阻抗较大的弱电网，并联补偿可提高系统功率因数，改善系统电压质量，并且降低线路损耗，被广泛应用于弱电网中。新能源设备与弱电网互联容易出现稳定性问题，根据阻抗稳定理论，当并网设备与弱电网在阻抗幅值交点处的相位角差接近180°时，就会导致系统失稳。当三相四桥臂逆变器接入分布式网络和微电网时，特别是并联补偿电网特性表现为频率增大时阻抗呈现出明显的容性特征，则可能会导致系统发生高频振荡，因为三相四桥臂逆变器由于电流控制器的控制带宽有限而在高频处表现为滤波器特性，而并联补偿电网的阻抗在高频处表现为电容特性，容易导致系统相位裕度不够。而当系统中发生高频振荡时，不仅会恶化并网点电压品质，还会增大其他并网设备输出电流谐波分量，危害系统安全稳定。因此，当三相四桥臂逆变器连接到并补电网时，需要考虑高频振荡的抑制。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

目前针对并补电网下高频振荡抑制策略只适用于三相三线制系统。三相四线系统中除了正序分量和负序分量外，零序分量也可会导致频率不同于正负序分量的高频振荡。此外，由于零序分量和正序/负序分量之间不存在耦合关系，零序分量引起的振荡问题无法通过现有高频振荡抑制策略来解决。

发明内容

本申请实施例的目的是提供并补电网下三相四桥臂逆变器的高频振荡抑制方法及装置，以解决相关技术中存在的无法抑制并补电网下的三相四桥臂逆变器的高频振荡的技术问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种并补电网下三相四桥臂逆变器的高频振荡抑制方法，包括：

根据二阶高通滤波器、负二阶微分器及系统延时，构建高频振荡抑制控制器，其中所述负二阶微分器的幅值随所述三相四桥臂逆变器的频率增大而增大；

将所述高频振荡抑制控制器添加到所述三相四桥臂逆变器的电流环中，以抑制并补电网下三相四桥臂逆变器的高频振荡。

进一步地，所述高频振荡抑制控制器的表达式如下式：

其中，G_filter为二阶高通滤波器，H_v为幅值随频率增大而增大的负二阶微分器，G_m为系统延时补偿环节即系统延时的倒数的二阶泰勒近似展开，s为拉普拉斯算子，ζ为阻尼比，ω_cut为截止角频率，k为所述高频振荡抑制控制器的增益，T_del为延时环节的时间常数。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种并补电网下三相四桥臂逆变器的高频振荡抑制装置，包括：

构建模块，用于根据二阶高通滤波器、负二阶微分器及系统延时，构建高频振荡抑制控制器，其中所述负二阶微分器的幅值随所述三相四桥臂逆变器的频率增大而增大；