[发明专利]电压源型逆变器的阻抗建模方法

摘要

本发明公开了一种电压源型逆变器序阻抗建模方法，考虑逆变器dq轴变量相互耦合的影响，并在控制中加入阻抗重构控制与电压前馈控制，提出基于序阻抗模型的电压源型逆变器宽频带小信号建模方法并验证了所建模型的正确性，解决了电压源型逆变器小信号阻抗建模的难题。本发明所建立的模型能准确的反映出电压源型逆变器在宽频带中的阻抗特性，可以为分析锁相环参数、电流控制器参数、电压控制器参数以及滤波参数对电压源型逆变器提供理论模型基础。本发明为电压源型逆变器接入微电网、新能源场站等场景中的小扰动稳定性分析提供了模型，有利于推广电压源型逆变器在微网中的应用。

主权项

1.一种电压源型逆变器的阻抗建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在时域中，向电压源型逆变器的交流侧加入正、负序小信号电压扰动，得到电压源型逆变器的三相输出端电压和输出电流在时域的表达式，并将该时域表达式转换到频域，得到电压源型逆变器的a相输出端电压和输出电流的频域表达式分别为v_sa[f]和i_oa[f]；2)根据v_sa[f]、i_oa[f]和abc到dq坐标变换公式，得到dq坐标系下电压源型逆变器的输出端电压v_sd、v_sq和输出电流i_od、i_oq的频域表达式分别为v_sd[f]、v_sq[f]、i_od[f]和i_oq[f]；3)对滤波电容C_sf使用欧姆定律，根据v_sd[f]、v_sq[f]，求出流过电容的电流i_cd、i_cq的频域表达式i_cd[f]、i_cq[f]；4)根据基尔霍夫电流定律得：i_sd＝i_cd[f]+i_od[f]，i_sd＝i_cd[f]+i_od[f]，得到电压源型逆变器的交流侧输出电流i_sd、i_sq；5)把v_sd[f]、v_sq[f]、i_od[f]和i_oq[f]代入电压源型逆变器的电压外环的表达式，得到电流内环的指令值的频域表达式6)把v_sd[f]、v_sq[f]、i_sd[f]和i_sq[f]代入电压源型逆变器的电流内环的表达式，得到控制器输出调制波c_sd、c_sq的频域表达式c_sd[f]、c_sq[f]；7)根据c_sd[f]、c_sq[f]和dq到abc坐标变换公式，得到电压源型逆变器的三相调制波的频域表达式c_sa[f]、c_sb[f]、c_sc[f]；8)根据三相调制波表达式c_sa[f]、c_sb[f]、c_sc[f]，并考虑电压电流信号采样延时，PWM延时的影响，得到电压源型逆变器的小信号正、负序阻抗模型Z_sp(s)和Z_sn(s)。