[发明专利]一种多逆变器并网控制通道间交互影响的分析方法

摘要

本发明公开一种多逆变器并网控制通道间交互影响的分析方法，通过建立多逆变器并网结构模型，计算输入量与输出量件的相对增益值，进而得到相对增益矩阵，再通过对相对增益值来分析不同控制通道间是否存在交互影响，并引入NI指数，来衡量交互影响程度，并根据其符号正负来判断系统的稳定性和完整性。本发明采用基于频率的相对增益矩阵RGA可定量地分析多逆变器并网时控制通道交互作用的大小，低频段交互影响会随着并网台数、控制参数和电网等值阻抗的改变呈现强烈的负交互影响，而高频段交互影响多为正交互影响，一般有助于抑制相应频次谐波，NI指数的引入可在分析交互影响的同时对并网系统的稳定性进行判断，准确性高，实用性强。

主权项

1.一种多逆变器并网控制通道间交互影响的分析方法，其特征在于，包括：步骤1：建立多逆变器并网结构模型，以逆变器输出侧电压Un为输入量，逆变器并网电流ign为输出量，两者的关系矩阵可表示为：其中，系统传递函数矩阵G(s)对角线元素Gii表示只考虑逆变器自身作用时，逆变器输出电压与并网电流之间的传递函数；非对角元素Gij(i≠j)为考虑逆变器j作用时，其输出电压与逆变器i并网电流间的耦合传递函数；步骤2：若同批安装的多个LCL型逆变器的参数均相同，则该并网系统具有对称性，上式系统传递函数矩阵G(s)中各对角线元素相等，以G11表示；非对角线元素也全部相等，以G12表示；则弱电网下G11和G12分别为：其中，Linv、Lg和Cf分别为LCL滤波器逆变器侧电感、电网侧电感和滤波电容，n为逆变器台数；Zg为电网阻抗，s为频域表达式算子；步骤3：多逆变器并网时的控制系统中，PI内环电流控制系统采用逆变器并网电流反馈单环控制，PWM装置采用数字控制时，需要一段时间进行A/D转换和计算，由此造成的采样时刻和占空比更新时间的延迟，用一阶惯性环节kpwm/(1+1.5sTs)表示；PI(s)为并网电流内环调节器的传递函数，采用比例积分控制，其表达式为PI(s)＝kp+ki/s；PI(s)和PWM(s)皆为对角矩阵，表示如下其中，Ts为采样周期，kpwm为逆变器增益系数，且有kpwm＝Udc/Um，其中Um为PWM调制波峰值，kp、ki为控制参数，Udc为逆变器直流侧电压；步骤4：弱电网接入下，设多逆变器并网时的控制系统传递函数矩阵为H(s)，有Ig(s)＝H(s)Iref(s)；令s＝jω＝j2πf，计算任意系统频率下H(s)的相对增益矩阵HRGA；H(s)和HRGA分别表示为：步骤5，基于频率的动态相对增益矩阵：对于所确定的多输入‑多输出系统，输入量uj与输出量yi间的相对增益值λij定义为其中，分子增益表示在控制通道均开环的情况下，除uj至yi控制通道，其它控制通道全部断开时所得到的通道增益；分母增益则表示当其他输出量均不变时，uj至yi的控制通道增益；所有的相对增益值λij构成RGA矩阵，该矩阵描述了不同控制通道间的交互影响大小，计算方法如下：步骤6：对于相对增益矩阵RGA，有则：若λij＝0，uj将无法控制yi；若λij＝1，则uj至yi控制通道与其它控制通道的交互影响为零，即彼此间不存在耦合作用；若λij≤0，则控制系统的不同控制通道间的交互影响很大，该系统将失去稳定；若0.8≤λij≤1.2，则交互影响较小，且λij越接近于1，交互影响越小；若0.3≤λij≤0.7或λij≥1.5，则表示控制系统交互影响较大，控制通道受耦合作用影响最严重。