[发明专利]一种基于改进锁相环的并网逆变器稳定性提高方法

权利要求书

1.一种基于改进锁相环的并网逆变器稳定性提高方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过矩阵变换并结合内模原理，设计基于复系数滤波器的信号处理模块，该模块为单输入双输出系统；

在信号处理模块输入端前置预处理模块，得到适用于单相锁相环的改进正交垂直信号生成模块；

将改进正交垂直信号生成模块置于锁相环前级得到基于改进正交垂直信号生成模块的新型锁相环结构；

将新型锁相环结构用于并网逆变器中。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进锁相环的并网逆变器稳定性提高方法，其特征在于，所述基于复系数滤波器的信号处理模块包括派克矩阵变换模块T_dq、反派克变换矩阵模块复系数滤波器CCF、求差环节；输入电网电压信号v一路与输出信号v₂经过求差环节后进入复系数滤波器CCF，并输出信号v₃；另一路电网电压信号v经过反派克变换矩阵模块复系数滤波器CCF、派克矩阵变换模块T_dq，输出信号v₂；后端前馈信号先后连接反派克矩阵变换模块复系数滤波器CCF、派克矩阵变换模块T_dq，输出信号一路与信号v₃经过求差环节得到输出信号v₁，另一路反馈至前端成为后端前馈信号；从该信号处理模块单输入至两输出信号的等效传递函数D(s)和Q(s)的表达式分别为：

式中，ω_c表示复系数滤波器的截止角频率，ω表示基频角频率，j表示虚数单位，s表示拉普拉斯算子。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于改进锁相环的并网逆变器稳定性提高方法，其特征在于，所述预处理模块置于基于复系数滤波器的信号处理模块前端，其等效传递函数G(s)的表达式为：

式中，k表示预处理模块增益。

4.根据权利要求3所述的一种基于改进锁相环的并网逆变器稳定性提高方法，其特征在于，所述改进正交垂直信号生成模块置于输入电网电压后，该模块的输出经坐标变换环节生成频域下d轴电网电压v_d(s)及q轴电网电压v_q(s)，其表达式为：

式中，*表示卷积运算，θ表示锁相环输出相角，v(s)表示输入电网电压的频域表达式。

5.根据权利要求4所述的一种基于改进锁相环的并网逆变器稳定性提高方法，其特征在于，采用所述新型锁相环结构后，得到重塑后并网逆变器中锁相环等效传递函数，该等效传递函数G_PLL(s)的表达式为：

式中，k_p和k_i分别为锁相环结构中比例积分控制器的比例系数和微分系数，I_m为并网电流基准值幅值，U_m为公共耦合点的电压幅值。

6.根据权利要求5所述的一种基于改进锁相环的并网逆变器稳定性提高方法，其特征在于，所述重塑后并网逆变器的等效输出阻抗Z_{qq_PLL0}(s)的表达式为：

式中，L₁为逆变器侧电感，L₂为网侧电感，C₁为滤波电容，G_c(s)为电流控制器传递函数，H_i1表示有源阻尼系数，G_PLL(s)新型锁相环的等效传递函数，k_PWM为调制信号到逆变桥输出电压的传递函数增益。