[发明专利]一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法及系统

权利要求书

1.一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法，其特征是，包括以下步骤：

采集并网点的电压信号；

将电压信号作为高通滤波补偿策略的输入，得到有源阻尼参数；

将有源阻尼参数、相位裕度补偿系数序列作为有源阻尼控制的输入，模拟得到不同相位裕度补偿系数控制下的系统开环波德图；

提取系统开环波德图中的开环截止频率以及开环截止频率与相位裕度的分布情况，并以分布情况所反映的弱电网稳定性能和动态响应最优情况下对应的相位裕度补偿系数作为最优的相位裕度补偿系数；

将最优的相位裕度补偿系数与有源阻尼参数融合后，得到超前相位补偿信号；

将超前相位补偿信号与多谐振控制器的输出信号叠加后实现LCL逆变器有源阻尼控制；

所述最优的相位裕度补偿系数分析过程具体为：

通过变换映射关系对开环截止频率、相位裕度进行变换处理；

以相位裕度补偿系数序列为横坐标、变换后的开环截止频率为纵坐标建立第一拟合曲线；

以相位裕度补偿系数序列为横坐标、变换后的相位裕度为纵坐标建立第二拟合曲线；

选取第一拟合曲线、第二拟合曲线的交点作为最优的相位裕度补偿系数。

2.根据权利要求1所述的一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法，其特征是，所述开环截止频率与相位裕度的分布情况处理过程具体为：

提取系统开环波德图中不同相位裕度补偿系数对应的开环截止频率，得到开环截止频率集，并根据开环截止频率集中的最大值、最小值建立开环截止频率范围；

选取同时符合标准相位裕度范围、开环截止频率范围的相位裕度补偿系数，得到分布情况。

3.根据权利要求2所述的一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法，其特征是，所述标准相位裕度范围为20°-55°。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法，其特征是，所述有源阻尼参数的计算过程具体为：

其中，为有源阻尼参数；为高通滤波器的增益系数；为高通滤波器的截止带宽；S为时间域。

5.根据权利要求4所述的一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法，其特征是，所述超前相位补偿信号的计算过程具体为：

其中，为超前相位补偿信号；为最优的相位裕度补偿系数。

6.根据权利要求4所述的一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法，其特征是，所述高通滤波器的增益系数具体计算过程为：

其中，m为常数，取值为[0.6,6]；L₁为逆变器侧的滤波电感；L₂为电网侧的滤波电感；L_g为电网阻抗；K_PWM为PWM逆变器的传递函数，表示为U_dc/U_tri，U_tri为三角载波幅度，U_dc为新能源发电的直流母线电压。

7.根据权利要求4所述的一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制方法，其特征是，所述高通滤波器的截止带宽计算过程具体为：

其中，C为滤波电容；为阻尼因子；m为常数，取值为[0.6,6]；L₁为逆变器侧的滤波电感；L₂为电网侧的滤波电感；L_g为电网阻抗。

8.一种弱电网LCL逆变器有源阻尼控制系统，其特征是，包括：

数据获取模块，用于采集并网点的电压信号；

参数计算模块，用于将电压信号作为高通滤波补偿策略的输入，得到有源阻尼参数；

模拟计算模块，用于将有源阻尼参数、相位裕度补偿系数序列作为有源阻尼控制的输入，模拟得到不同相位裕度补偿系数控制下的系统开环波德图；

系数分析模块，用于提取系统开环波德图中的开环截止频率以及开环截止频率与相位裕度的分布情况，并以分布情况所反映的弱电网稳定性能和动态响应最优情况下对应的相位裕度补偿系数作为最优的相位裕度补偿系数；

数据融合模块，用于将最优的相位裕度补偿系数与有源阻尼参数融合后，得到超前相位补偿信号；

信号叠加模块，用于将超前相位补偿信号与多谐振控制器的输出信号叠加后实现LCL逆变器有源阻尼控制；

系数分析模块包括：

映射单元，用于通过变换映射关系对开环截止频率、相位裕度进行变换处理；

第一拟合单元，用于以相位裕度补偿系数序列为横坐标、变换后的开环截止频率为纵坐标建立第一拟合曲线；

第二拟合单元，用于以相位裕度补偿系数序列为横坐标、变换后的相位裕度为纵坐标建立第二拟合曲线；

曲线处理单元，用于选取第一拟合曲线、第二拟合曲线的交点作为最优的相位裕度补偿系数。