[发明专利]一种用于判断多级逆变器并联接长电缆的系统稳定性的判据方法

说明书

本发明公开了一种用于判断多级逆变器并联接长电缆的系统稳定性的判据方法。多级并联逆变器级联长电缆的系统被广泛应用于新能源系统中，如海上风力发电系统。多级并联逆变器具有将分布式能源传输并网的能力，在逆变器独立运行时稳定性易于实现，但保证多级并联逆变器的整体稳定性是一个重要的问题。为了更简便地判断各种不同类型逆变器并联接不同长电缆的稳定性，本发明提出了稳定性判据的三步法，在所有适用范围下判断逆变器并联系统的稳定性。本发明提供的判断多级并网逆变器接长电缆的系统稳定性的判据方法，实现在各级逆变器串接不同滤波器和不同类型电缆时对系统稳定性的准确判断。本发明公开的稳定性判据方法能够实现对并联逆变器的输出电流，母线电压和电网电流的稳定性判断，利于在系统设计时有效提高其稳定性。

技术领域

本发明属于新能源分布式发电、电力电子技术领域，具体涉及一种用于判断多级逆变器并联接长电缆的系统稳定性的判据方法。

背景技术

分布式发电具有环境污染少、安装地点灵活、能源利用率高、输电线路损耗少等优点，是未来电力系统的重要发展趋势之一。其中，风力发电是各种新能源发电中发展速度最为迅猛的方式之一。海上风电场的由于其较好的经济技术和环境优势，在近几年被各国广泛开发和利用，例如：英国，德国，中国，美国，印度。海上风力发电场有以下几个优势：海上风能资源更为充裕，风速会大于陆上风能的利用：节省了陆地建设面积，减小了风电场对环境的影响，有效的利用了海上的空间资源。为了使海上风力发电系统更高效、有更强的适应性和可维护性，通常在建设中会选择多个小功率并联的逆变器来实现将风力涡轮机的能量通过逆变器输送到电网使用，而不会选择单个大功率逆变器来实现。因此，电力电子装置的级联稳定性直接影响了母线测和电网测的电流电压稳定性及其电能质量。对于海上风力发电系统，多级逆变器并联后接长电缆的结构较为常用。因此，有必要提出一种更为普适的稳定性判据方法，在更少的限制条件下和更多场合下实现对多级逆变器并联接长电缆的系统稳定性的快速判断。

目前，已经被提出的多级逆变器并联接长电缆的系统的稳定性判据大多是基于各种假设的前提下实现的。在使用稳定性判据前需要满足假设：所有并联的逆变器结构完全相同，或忽略了电缆的影响。但是在实际应用当中，所有的逆变器额定功率及参数不可能完全相同，电缆的影响也不能忽略。虽然在以前的文章中对于考虑短电缆的稳定性判据已经做了相关分析，但是长电缆对稳定性的影响还尚未被讨论过。在海上风力发电系统中，电缆的长度一般可达到六十千米，因此在类似这种远距离输电的系统中，多级并联的逆变器接长电缆对于电网侧稳定性的判断分析是很有必要的。文献“Impedance-based stabilitycriterion for grid-connected inverters”，IEEE Trans on.Power ElectronicsLetters,vol.26,no.11,pp.3075-3078,2011。

在现有的技术中，对多级逆变器并联接长电缆结构的稳定性判据还没有明确给出，为了克服现有的逆变器稳定性判据的局限性缺点，更好的发挥阻抗稳定性判据的作用，需要寻求一种更佳的针对多级逆变器并联接长电缆的通用稳定性判据。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种多级逆变器并联接长电缆的系统稳定性的判据方法，用逆变器输出阻抗和电网侧输入阻抗来确定并网逆变器系统稳定性，当电网测阻抗与逆变器输出阻抗之比满足奈奎斯特稳定性判据时，并网逆变器将保持稳定，这种新的基于阻抗的稳定判据是对现有电压源系统稳定判据的推广，适用于所有电流源系统，实现对并网逆变器稳定性更简便有效地判断，稳定性判据的三步法提高系统稳定性能分析的简便。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于判断多级逆变器并联接长电缆的系统稳定性的判据方法，具体步骤包括：