[发明专利]LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法及系统

说明书

本发明涉及LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法及系统，包括S1：通过单逆变器系统等效模型得到逆变器多机并联系统等效模型，从而得到多逆变器并联系统的谐振特性；S2：基于QPR控制器形成以电容电流比例作电流内环、网侧电流反馈作电流外环的双环控制；S3：在步骤2的基础上添加电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，抑制电网电压低频扰动分量带来的谐波谐振；S4：在步骤3的基础上引入PCC点高频分量反馈补偿，可根据弱电网下电网阻抗的大小设定调节虚拟导纳系数，实现对逆变器多机并联系统的全局谐振抑制，并网输出电流质量以及应对弱电网中电网阻抗变化的鲁棒性得到有效提高，使光伏逆变器多机并联系统运行更稳定。

技术领域

本发明属于光伏发电多机并网领域，更具体地，涉及一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法及系统。

背景技术

伴随能源需求的日益扩大，以光伏发电为代表的可再生新能源分布式发电系统正迅速发展，其中并网逆变器常作为并入电网的重要接口以实现电能传输。并网逆变器桥臂输出侧含有大量高次谐波，由于LCL滤波器因具备低频段增益、高频段纹波衰减的优点，从而受到广泛应用，但LCL滤波器相频特性存在一个相位发生-180°跳跃的谐振频率点，显示其具有固有谐振特性，且由于实际电网为电网阻抗不容忽视的弱电网，逆变器输出阻抗与电网阻抗产生耦合关系，从而导致逆变器多机并联系统的谐振情况更加严重。

针对逆变器谐振尖峰的抑制方法主要分为无源阻尼法和有源阻尼法。无源阻尼的方式简单直接，但是由于添加了无源元件，增加了电路复杂性及系统损耗，且会增加系统的成本和体积；有源阻尼法是通过反馈合适的状态变量，从控制的角度，得到与实际电阻等效的阻尼效果，其中电容电流反馈方法得到广泛应用，可有效抑制系统谐振，但在逆变器多机系统中，随着逆变器台数的增加或电网阻抗的增加，简单的电容电流反馈有源阻尼方式已不能有效抑制系统谐振，公共点处电网电压引起的谐波谐振问题凸显，系统的稳定性也有待提高。

因此，如何抑制弱电网下逆变器多机系统出现的复杂谐振问题，提高输出并网电流质量，提升系统稳定性，提高系统对电网阻抗变化的鲁棒性是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，以双环电流控制作传统有源阻尼方式，在此基础上，添加电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，抑制电网电压低频扰动分量带来的谐波谐振，以及引入PCC点电压高频分量反馈补偿，抑制高频谐波谐振，从而实现对逆变器多机并联系统的全局谐振抑制，提升系统稳定性。

本发明技术方案如下：

一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，包括：

通过LCL型单逆变器系统等效模型得到逆变器多机并联系统等效模型，获取多逆变器并联系统的谐振特性；

构建基于QPR控制器并以电容电流比例作电流内环、网侧电流反馈作电流外环的双环控制，将其作为有源阻尼控制策略；

在双环控制上进行电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，抑制电网电压低频扰动分量带来的谐波谐振；

在优化控制上进行PCC点高频分量反馈补偿，抑制系统高频谐波谐振，等同于在PCC点处并联虚拟阻抗，抑制逆变器多机并联系统中全局性耦合谐振。

作为优选，

由单逆变器等效模型得单逆变器输出电流表达式；

根据单逆变器系统等效模型进而得到逆变器多机并联系统等效模型，得到第 i台逆变器输出电流表达式；

根据多台逆变器输出电流表达式获取多逆变器并联系统的谐振特性，即系统的固有谐振点和耦合谐振点表达式。

作为优选，

单逆变器输出电流表达式为