[发明专利]一种单相谐波谐振优化抑制装置及抑制方法

说明书

本发明公开一种单相谐波谐振优化抑制装置及抑制方法。分布式并网发电系统中，由于多并联逆变器间、逆变器与电网间的耦合影响，系统存在交互谐振失稳的风险。本发明通过在变流器群的PCC端增加一种基于低压开关器件的单相谐波谐振优化抑制装置，通过串联单元和并联单元协调工作，实现对PCC端串并联阻抗无源性的拓展，提高多并联逆变器群自律性稳定范围，实现对谐波谐振的优化抑制。

技术领域

本发明属于电力电子领域，具体涉及一种单相谐波谐振优化抑制装置及抑制方法。

背景技术

随着全球能源危机加深，新能源分布式并网发电技术备受瞩目。通常，为了提高逆变器并网发电的容量，逆变器通过并联的方式与电网连接。与此同时，由于线路阻抗与电网阻抗的存在，多并联逆变器之间、逆变器与电网之间存在耦合现象，这种耦合现象对并网发电系统的稳定与输出电能质量提出了挑战。另外，由于并网发电系统中大量谐波源的存在，容易激发串联或并联谐振。在分布式并网发电系统中，谐振的发生可能会引起逆变器的振荡，进而影响逆变器群的稳定，严重时会危及电力系统的安全运行，引发输配电事故的发生。因此，本专利针对单相并网发电系统公开了一种通过在逆变器群的PCC端串并联有源变换装置的方式构造虚拟阻尼来改造系统的动稳态特性，实现对谐波谐振的优化抑制。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种单相谐波谐振优化抑制装置及抑制方法，通过在逆变器群的PCC端构建一种基于低压开关器件的串并联单元协调操作的拓扑结构，实现对PCC点串并联阻抗无源性的拓展，提高逆变器群自律性稳定范围。

一种单相谐波谐振优化抑制装置，包括变流器串联单元和并联单元，具体包括三个桥臂、直流母线单元、交流滤波电感、交流滤波电容以及相间电容，每个桥臂包含两个低压可控开关管的，其中一个桥臂为公共桥臂；令三个桥臂构成串联单元和并联单元；

所述的单相谐波谐振优化抑制装置位于分布式并网发电系统逆变器群的PCC端；串联单元两个桥臂连接对应交流滤波电感后通过交流滤波电容与逆变器群的输出端相连；并联单元中非公共桥臂中点连接相间电容与逆变器群的PCC端相连，串联单元和并联单元共用一条直流母线单元直流母线单元；

所述的单相谐波谐振优化抑制装置通过检测系统中谐波谐振信息，进而驱动串联单元和并联单元协调工作，达到串联或并联虚拟阻抗的效果，实现对PCC点阻抗无源性的拓展。

作为优选，所述的谐波谐振优化抑制装置基于低压开关器件，其主电路拓扑结构包含一个串联阻抗重塑的桥臂、一个并联阻抗重塑的桥臂和一个串并联阻抗重塑的公共桥臂。

作为优选，装置中的直流母线单元由一个储能电容构成，同时为串联单元和并联单元工作提供稳定的直流电压。

作为优选，所述的低压可控开关管采用MOSFET。

作为优选，所述的交流滤波电容的两端并联双向保护开关，所述双向保护开关采用可逆晶闸管。

作为优选，所述直流母线电容为电解电容。

作为优选，所述滤波电感磁芯材质为铁氧体或非晶。

作为优选，所述滤波电容与相间电容均为无极性薄膜电容。

一种单相谐波谐振优化抑制装置的抑制方法，具体包括如下步骤：

步骤1.检测并提取并网发电系统公共节点的谐波谐振信息；

步骤2.评估逆变器群谐振失稳的状态，结合上层区域协调指令，调整谐波谐振优化抑制的参数和目标；

步骤3.通过相应的控制策略，驱动各桥臂产生相应的PWM信号作用于开关管，根据系统状态随时调整装置的工作情况；

步骤4.当逆变器群自律性稳定较好或逆变器之间、逆变器与电网之间交互谐波谐振低于设定阈值时，由谐波谐振优化抑制装置中的串联单元进行谐波电压隔离控制策略；