[发明专利]系统参数不确定下的并网逆变器振荡风险判定方法及系统

权利要求书

1.一种系统参数不确定下的并网逆变器振荡风险判定方法，其特征在于，包括：

模型建立步骤：利用逆变器的小扰动特性，建立逆变器小扰动输出特性模型；

振荡风险区间获取步骤：根据建立的逆变器小扰动输出特性模型，依据小扰动状态迭代方程给出逆变器并网系统的潜在振荡区间，在电网及其系统阻抗未知条件下判定系统的振荡风险；

所述模型建立步骤：

当逆变器处于小扰动影响下其原有的稳态工作点仍然保持不变，以A相为例，逆变器出口电压包含小扰动时的总电压为：

其中，

v_a为口A相电压瞬时值；

V₁为变换器出口基波电压幅值；

cos为余弦函数符号，π为圆周率；

f₁为基波电压频率；

t为时间变量；

V_p为小扰动电压幅值；

f_p为谐波电压频率；

为谐波电压初始相位；

则此时锁相环输出相角为θ_PLL，其中包含基波电压相角θ₁和谐波电压引起的摄动相角Δθ，则θ_PLL可表示为：

θ_PLL＝θ₁+Δθ

将摄动相角Δθ与基波相角θ₁分离，忽略高阶无穷小非线性分量的影响，可得谐波电压扰动与和摄动相角Δθ之间的锁相环特性传递函数G_PLL-p(s)，则G_PLL-p(s)可写为：

其中，

H_PLL(s)＝(k_p+k_i/s)/s代表锁相环开环传递函数，其中k_p、k_i分别为锁相环控制器比例参数、积分参数，j为虚数符号；

以A相为例，小扰动下逆变器输出量可写为：

i_a＝I₁·cosθ_PLL

其中，

i_a为A相电流瞬时值；

I₁为逆变器输出相电流幅值；

忽略高阶分量，上式近似为：

I₁·cosθ_PLL≈I₁·[cos(θ₁)-sin(θ₁)·Δθ]

根据近似表达式可知，A相电流i_a在频域下可写为：

其中，

L[]为频域记号；

V₁为基波相电压幅值的频域形式；

V_p为小扰动相电压幅值的频域形式；

f_p为扰动频率；

f_m为镜像频率；

i_a包含了三个频率成分：基波频率、扰动频率以及镜像频率f_m；

因此小扰动下逆变器的响应电流包含两个频率；

考虑上式中所包含的频率偏移，将上式进行等效，简化为：

其中，

s_eq为等效取值，其大小为：

s_eq＝j·2π·|f_p-f₁|

等效简化后利用锁相环的特性传递函数G_PLL-p(s)即可得到逆变器小扰动输出特性模型。