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专利号: 2021116415404
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,包括:构建数学模型,基于所述数学模型对光伏逆变器集群系统的谐振特性进行分析;

根据光伏逆变器集群系统的谐振特性在公共母线处接入有源阻尼器,重塑光伏逆变器集群系统的阻抗特性,增加谐振频率处阻尼电阻;

引入自适应分频控制策略,使有源阻尼器分频控制各频段阻尼电阻大小。

2.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,所述构建数学模型,包括:

将光伏逆变器集群分为电源子系统和负载子系统,其中,所述电源子系统采用诺顿等效电路表示,所述负载子系统采用一个负载阻抗表示;

采用叠加定理得出公共节点电压,表达式如下:其中,Upcc(s)表示公共节点电压, isk(s)表示光伏逆变器集群中第i台逆变器的电流指令,Tm(s)为光伏逆变器集群系统的最小环路增益,Zg(s)表示电网阻抗,Zinv_p(s)表示光伏逆变器集群系统的总输出阻抗,Ug(s)表示电网电压;当光伏逆变器集群系统的最小环路增益Tm(s)满足奈奎斯特稳定性判据时,则光伏逆变器集群系统是稳定的。

3.根据权利要求2所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,光伏逆变器集群系统并入电网时,不因谐波谐振而失去稳定性的条件为:条件一:电网阻抗Zg(s)=0时或光伏逆变器集群系统并入强电网时;

条件二:最小环路增益Tm(s)满足奈奎斯特判据时,电网阻抗Zg(s)与光伏逆变器集群系统总输出阻抗Zinv_p(s)的幅频特性曲线不存在交截;或者电网阻抗Zg(s)与光伏逆变器输出阻抗Zinv_p(s)的幅频特性曲线存在交截,但交截频率fint处的相位裕度为正。

4.根据权利要求3所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,交截频率fint处的相位裕度的表达式为:PM=180°‑[∠Zg(j2πfint)‑∠Zinv_p(j2πfint)];

上式中,j表示虚部。

5.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,在公共母线处接入有源阻尼器等效于在公共母线处并联接入一电阻,且电阻仅能通过谐波电流,基波处电阻值为无穷大;通过控制器计算出有源阻尼器的输出电流为iabc,当iabc与接入谐波电阻时的输出电流相同时,则认为有源阻尼器被等效为一个虚拟电阻,光伏逆变器集群系统的阻尼得到了增加。

6.根据权利要求5所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,所述重塑光伏逆变器集群系统的阻抗特性,包括:基于公共节点电压,得到有源阻尼器的调制信号;

根据所述调制信号对有源阻尼器进行反馈控制,使有源阻尼器模拟阻抗外特性,重塑光伏逆变器集群系统的阻抗特性。

7.根据权利要求6所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,所述引入自适应分频控制策略,使有源阻尼器分频控制各频段阻尼电阻大小,包括:引入指定次谐波电压分离策略,从公共母线三相电压中分离出不同频率的谐波电压信号;

引入虚拟电阻分频控制策略,根据谐波电压信号的数值,对不同频率的虚拟电阻进行分频控制。

8.根据权利要求7所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,所述调制信号的获得过程为:

测量公共母线公共节点电压大小Uabc;

通过指定次谐波电压分离策略将不同次谐波信号相互分离得到谐波电压Uhabc;

将谐波电压Uhabc与给定的电阻值Rv相除得到输出电流的谐波参考值;

通过有源阻尼器的直流稳压模块得到有源阻尼器输出电流的基波参考值;

将输出电流的谐波参考值与基波参考值相加,再通过电流闭环系统得到有源阻尼器的调制信号。

9.根据权利要求7所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,所述虚拟电阻分频控制策略的表达式为:上式中,Rvn为n倍频率虚拟电阻数值;Rref为虚拟电阻参考值Upcchn为经过指定次谐波电压分离策略后得到的n倍频谐波电压大小,Ulim为谐波电压允许上限。

10.根据权利要求9所述的一种光伏逆变器集群谐振有源阻尼分频控制方法,其特征在于,有源阻尼器的最小容量表示为:上式中,Smin为有源阻尼器最小设计容量;λh_max为公共连接点中可能出现的电压总谐波畸变率最大值;Rmin为有源阻尼器等效虚拟电阻最小值。