[发明专利]一种针对三相逆变器的虚拟阻抗构建方法

说明书

本发明公开了一种针对三相逆变器的虚拟阻抗构建方法的方法，属于变换器稳定性技术领域。本发明包括：建立所需变换三相逆变器的主电路状态空间模型；推导三相逆变器的恒功率稳态工作点，对其进行线性化，建立其小信号数学模型，从而推导得到控制器dq轴传递函数；依据需要引入的虚拟阻抗频率特性，利用控制信号流图和梅森公式，反演得到三相逆变器d轴或q轴需要加入的输入阻抗调节器传递函数；根据整体系统的性能指标对调节器参数进行优化。本发明有助于提升配电网稳定性防御的自动化水平，具有较大的工程应用价值和推广前景。

技术领域

本发明涉及变换器稳定性领域，具体是一种针对三相逆变器的虚拟阻抗构建方法。

背景技术

随着光伏、风能等新能源的利用越来越多，以及汽车、照明等直流负载的日益增多，直流配电网的负载愈发复杂。尽管系统中每个变换器在单独设计和检测时是稳定的，但它们实际组成直流配电系统运行时，却会因为不同变换器之间的不匹配而诱发整个系统的振荡乃至失稳。这种不稳定往往是由于负载变换器输入负阻特性导致与源系统频率特性产生交截导致的，但是，负载变换器的负阻特性是由于变换器自身的高传输效率的设计要求带来的，不能大范围的改变其负阻频率特性。因此可以采用虚拟阻抗的形式，改变其部分频率范围内的阻抗特性。而目前，对于三相逆变器的虚拟阻抗方案较少，并不成熟。

授权号为103095165B的专利文件“无输出隔离变压器的三相逆变器并联控制方法”采用极点配置电容电压控制和虚拟阻抗匹配控制相结合的算法，加快逆变器的响应速度，提高控制性能，但并未提及对于三相逆变器的虚拟阻抗构建方法。

发明内容

针对如上所述，本发明提出一种针对三相逆变器的虚拟阻抗构建方法包括：

建立所需变换三相逆变器的主电路状态空间模型；

推导三相逆变器的恒功率稳态工作点，对其进行线性化，建立其小信号数学模型，从而推导得到控制器dq轴传递函数；

依据需要引入的虚拟阻抗频率特性，利用控制信号流图和梅森公式，将引入的虚拟阻抗反演得到三相逆变器d轴或q轴需要加入的输入阻抗调节器传递函数；

根据整体系统的性能指标对调节器参数进行优化。

可选的，三相逆变器状态空间模型同时包括滤波器等连续系统和开关器件等非连续系统。

附图说明

图1为实施例的针对三相逆变器的虚拟阻抗构建方法示意图

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

建立所需变换三相逆变器的主电路状态空间模型；推导三相逆变器的恒功率稳态工作点，对其进行线性化，建立其小信号数学模型，从而推导得到控制器dq轴传递函数；依据需要引入的虚拟阻抗频率特性，利用控制信号流图和梅森公式，反演得到三相逆变器d轴或q轴需要加入的输入阻抗调节器传递函数；根据整体系统的性能指标对调节器参数进行优化。

三相逆变器状态空间模型同时包括滤波器等连续系统和开关器件等非连续系统。

下面结合实施例对本发明进行进一步说明：

本发明方法，如图1所示，包括：