[发明专利]基于谐波导纳交互因子的多变换器系统谐波交互分析方法

说明书

本发明公开了一种基于谐波导纳交互因子的多变换器系统谐波交互分析方法，其特征是，建立并网变换器系统谐波导纳模型，在支路谐波电流分析中引入谐波导纳交互因子，通过谐波导纳交互因子来进一步分析多并网变换器系统的谐波交互稳定性。本发明所达到的有益效果：本发明主要应用在大规模新能源并网系统中，通过分析相应的谐波导纳交互因子可以确定变换器与变换器之间、变换器与电网之间的谐波放大问题，进一步分析并网变换器的系统谐波交互稳定性。

技术领域

本发明涉及新能源并网技术领域，特别是一种基于谐波导纳交互因子的多变换器系统谐波交互分析方法。

背景技术

近年来，随着新的可再生能源的快速发展，如光伏、风力、潮汐等，并网逆变器在电网中的渗透率逐年提高，电力系统已经开始呈现电力电子化发展趋势。这一发展趋势也带来了许多新的问题，其中之一就是谐波交互及其稳定性问题。在多个并网逆变器系统中，逆变器与逆变器、逆变器与电网之间交互耦合，带来了谐波交互及其稳定性问题，给逆变器自身、电网的稳定运行和电能质量带来负面影响。目前有研究表明逆变器与电网之间存在交互影响，在电网背景谐波电压下，逆变器与电网的交互作用导致注入电网谐波电流增加。多变量解耦理论分析得出由于LCL滤波参数和电网阻抗导致系统耦合交互影响，导致系统谐波不稳定，而且由于逆变器台数增加导致单个逆变器在公共连接点对应的等效电网阻抗增大，系统稳定性降低。

目前有研究提出了采用阻抗比的奈奎斯特稳定性判据研究电网阻抗对并网逆变器的影响，并提出提高逆变器输出阻抗，以满足奈奎斯特稳定性判据的要求。后者在此基础上结合幅值稳定裕度和相角稳定裕度，提出适用于多变量系统的奈奎斯特判定方法，根据灵敏度和互补灵敏度函数计算复杂系统稳定性的边界条件，并结合鲁棒性分析方法设计幅值裕度和相角裕度来使系统满足一定的稳定性。还有研究分析指出谐波交互是由于在弱电网情况下的阻抗交互影响导致的，并提出了一种提高系统相角裕度和逆变器输出阻抗的功率-电压控制策略。

发明内容

发明目的：分析新能源并网系统中谐波对系统稳定性的影响，采用一种基于谐波导纳交互因子的多变换器系统谐波交互分析方法，对大规模并网变换器系统的稳定性进行分析。

技术方案：一种基于谐波导纳交互因子的多变换器系统谐波交互分析方法，包括如下步骤：

根据并网变换器系统谐波导纳模型，引入谐波导纳交互因子，通过谐波导纳交互因子来分析多并网变换器系统的谐波交互稳定性，在谐波交互稳定的情况下分析谐波导纳交互因子对谐波电流的影响。

优选的，通过谐波导纳交互因子来分析多并网变换器系统的谐波交互稳定性，包括如下步骤：

步骤1，建立并网变换器系统谐波导纳模型，模型中A、B、C…型逆变器分组并入电网；定义谐波导纳他交互因子k(jω)为其他支路谐波电流与并网电流间的谐波交互，见式(1)；

Y_A,h、Y_B,h、Y_C,h…分别为A、B、C…型并网逆变器输出谐波导纳，Y_g,h为电网谐波导纳，j代表虚数，ω代表频率，m、z、q分别表示A、B、C型逆变器的总台数；

步骤2，当谐波导纳他交互因子k(jω)分母极点出现在s域右半平面时，此时谐波交互不稳定；当谐波导纳他交互因子k(jω)分母极点出现在s域左半平面时，此时谐波交互稳定。

优选的，通过谐波导纳交互因子来分析多并网变换器系统的谐波交互稳定性，包括如下步骤：

步骤1，建立并网变换器系统谐波导纳模型，模型中A、B、C…型逆变器分组并入电网；定义谐波导纳自交互因子1-k(jω)为自身谐波源电流与并网电流间的谐波交互，见式(2)，