[发明专利]一种多变流器并联有源阻尼控制方法

说明书

本发明提出一种多变流器并联有源阻尼控制方法，能够解决多变流器并联时系统稳定性的问题。每一个单独的变流器采用双电流环控制，其中的外环为输出电流，内环实现有源阻尼；该方法的特点是：内环电容的电流采样后经过比例环节，然后还进行延时补偿环节，再加入电流控制环中从而实现有源阻尼；延时补偿环节的表达式如下：g_p用于调节全频段的增益；g_r是谐振频率的增益；ω_c为谐振频率，取变流器的开关频率ω_s；θ为超前相位角度，取值满足使延时补偿环节在LCL网络谐振频率ω_r处的相位超前30°‑45°。本发明通过加入相位补偿环节，抵消控制延时造成的相位滞后，增强了电力电子变流器的输出阻抗控制效果。

技术领域

本发明属于多逆变器并联控制技术，具体涉及一种有源阻尼控制方法，用于增加多个变流器并联运行时系统的稳定性。

背景技术

近年来新能源发电技术的迅速发展，微电网系统得到了越来越多的重视。电力电子变流器在系能源发电领域具有重要的作用，它是分布式能源和电网连接的纽带，承担着能量传输的功能。随着分布式发电的规模不断增加，电力电子变流器需要传输的功率越来越大。将多个电力电子变流器并联使用可以增加其传输的功率。但是考虑到电网阻抗的存在，多个电力电子变流器之间会相互耦合，出现谐振等稳定性的问题。

对于多个电力电子变流器并联的系统，注入电网电流的质量和系统的稳定性是决定其性能的重要因素。虽然单独一个电力电子变流器的设计符合相关规范且运行稳定，但是因为电力电子变流器之间的耦合作用，也会使得多个变流器并联的系统出现稳定性的问题。在无阻尼的情况下，电力电子变流器的输出滤波电路可能会出现谐振。并且，谐振的频率会随着电网阻抗和并联运行的电力电子变流器的数量变大而变化。因此对于多个电力电子变流器并联的系统，在应用有源阻尼控制时，需要考虑系统参数发生变化时阻尼控制的有效性。

数字控制的延时是影响有源阻尼效果的重要因素，延时会改变系统的关键谐振频率。对于电容电流反馈的有源阻尼控制，如果LCL网络的谐振频率大于系统的关键谐振频率，那么当线路阻抗增加时，系统由非最小相位系统变化为最小相位系统。当LCL网络的谐振频率接近于系统的关键谐振频率时，系统的稳定性变的更差。

发明内容

为了解决多变流器并联时系统稳定性的问题，本发明提出一种新的有源阻尼控制方法。

本发明的解决方案如下：

该多变流器并联有源阻尼控制方法，变流器的输出滤波电路采用LCL网络，且全部的变流器在同一点接入电网中；每一个单独的变流器采用双电流环控制，其中的外环为输出电流，内环为电容电流比例反馈实现的有源阻尼；其中，内环电容的电流采样后经过比例环节，然后还进行延时补偿环节，再加入电流环中从而实现有源阻尼；所述延时补偿环节的表达式如下：

g_p用于调节全频段的增益；

g_r是谐振频率的增益；

ω_c为谐振频率，取变流器的开关频率ω_s；

θ为超前相位角度，取值满足使延时补偿环节在LCL网络谐振频率ω_r处的相位超前30°-45°，即满足下式：

进一步的，最优参数配置为：g_p取值为1，g_r取值为1.414。

进一步的，内环电容的电流采样后的比例环节系数k_c，由以下步骤计算确定：

1)按照下式，计算电流内环的开环传递函数相频曲线穿越180°的频率ω_x；