[发明专利]一种计及短路比的并网逆变器混合阻尼自适应控制方法

说明书

本发明公开了一种计及短路比的并网逆变器混合阻尼自适应控制方法，属于功率变换技术领域，步骤包括：构建一台三相并网逆变器主电路系统；将逆变器并网电流与参考电流作差得到误差信号，将误差信号作为准谐振控制器的输入量；将电容电流经过改进的混合阻尼控制环节得到前馈信号u_hr；引入短路比λ、无源加权系数K₁和有源加权系数K₂组成的自适应控制方程，根据短路比λ的实时检测值生成最佳混合阻尼控制参数K₁和K₂；将准谐振控制器的输出信号u_pr减去前馈信号u_hr，得到调制信号；调制信号与载波控制信号比较，控制三相逆变器功率管的开通和关断。本发明应用在LCL型并网逆变器系统中，能够适应电网强度的宽范围变化、保持系统具有足够的相位裕度，提高系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及功率变换技术领域，尤其是一种计及短路比的并网逆变器混合阻尼自适应控制方法。

背景技术

可再生能源通过并网逆变器接入交流电网，并网逆变器与电网之间形成一个动态的互联系统，公共耦合点存在交互谐振。随着可再生能源装机容量越来越高，新能源装机渗透率在某些地区已经超过50％，此时输送到电网系统的电量主要由新能源发电量来提供，剩余发电量由火力发电厂来弥补。目前并网逆变器多采用LCL滤波器与电网连接，针对LCL滤波器谐振问题大致有两种解决方案：引入无源阻尼和有源阻尼控制。无源阻尼主要是在LCL上串联阻抗达到增加阻尼的效果；有源阻尼主要是在控制回路模拟阻尼达到增加阻尼的效果。

无源阻尼会带来额外的损耗且灵活性不足；有源阻尼实现方法灵活，但在电网阻抗变化时，不利于系统的稳定。目前，学者们提出混合阻尼的控制方法，将二者的优势互补，避免额外损耗并提高系统的稳定性。但在高渗透率的并网系统中，由于新能源发电的波动性导致电网强度宽范围变化，传统的混合阻尼控制方法将无法保持系统始终稳定。

为解决上述问题，需要提出一种混合阻尼自适应控制方法，保持系统始终稳定，为新型电力系统的构建提供技术支持。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种计及短路比的并网逆变器混合阻尼自适应控制方法，应用在LCL型并网逆变器系统中，不仅能够适应电网强度的宽范围变化，还能够保持系统具有足够的相位裕度，提高系统的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种计及短路比的并网逆变器混合阻尼自适应控制方法，包括以下步骤：

S1、构建一台三相并网逆变器主电路系统；

S2、将逆变器并网电流与参考电流作差得到误差信号，将误差信号作为准谐振控制器的输入量；

S3、将电容电流经过改进的混合阻尼控制环节得到前馈信号u_hr；

S4、为了保证在宽范围的电网强度下，系统仍能保持稳定，引入短路比λ、无源加权系数K₁和有源加权系数K₂组成的自适应控制方程，根据短路比λ的实时检测值生成最佳混合阻尼控制参数K₁和K₂；

S5、将准谐振控制器的输出信号u_pr减去S3中得到的前馈信号u_hr，得到调制信号；

S6、调制信号与载波控制信号比较，控制三相逆变器功率管的开通和关断。

本发明技术方案的进一步改进在于：S1中，三相并网逆变器主电路结构包括六个功率开关器件、LCL滤波器和网侧电感；其中，六个功率开关器件组成三相电压型桥式逆变结构，LCL滤波器用于滤除功率开关器件输出的高次电压谐波，网侧电感用于模拟线路阻抗；LCL滤波器电容支路串联阻尼电阻R。