[发明专利]一种并网逆变器参数设计方法

说明书

本发明公开了一种并网逆变器参数设计方法，涉及逆变器并网系统谐振分析技术领域。设定并网逆变器各部分参数范围；设定频率的变化范围[msubgt;1/subgt;，msubgt;2/subgt;]；获得在频率msubgt;1/subgt;和msubgt;2/subgt;之间的频率扫描曲线，通过改变参数得到参数变化的系统谐振特性曲线；确定优化参数；设定逆变器与背景电网发出的特征谐波频带；设定并网逆变器优化目标；初始化粒子群参数并随机初始化并网逆变器每个参数粒子的位置、速度；计算并网逆变器的目标函数值；进行个体最优目标函数值与全局最优目标函数值的探索并随时更新个体最优位置与全局最优位置；判断迭代可否结束；输出各参数最优解和最优目标函数值并输出逆变器并网系统采用最优解时的阻抗频率特性曲线。

技术领域

本发明涉及逆变器并网谐振特性分析技术领域，特别涉及一种并网逆变器参数设计方法。

背景技术

随着我国新能源发电快速发展，风力发电和光伏发电逐渐成为当下新能源发电系统的重要组成部分。新能源并网往往采用逆变器作为主要接口，而基于脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)技术的逆变器会输出开关频率附近的高次谐波分量，而为了抑制逆变器出口处的高次谐波分量，往往需要并入LC型或者LCL型滤波装置，其中LCL型以其较高的高频衰减特性，在新能源并网中受到广泛应用。但新能源发电规模的增大使系统结构更加复杂，LCL滤波器以及电网侧阻抗的变化等多重因素相互干扰会加剧谐振的风险，而谐波谐振不仅会影响到变流器的稳定性，而且还会影响电网电能质量甚至威胁整个系统的安全稳定运行。

因此针对逆变器并网对系统造成谐波谐振问题，需要通过对LCL滤波装置及逆变器控制参数设计进行研究，避免谐振发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种并网逆变器参数设计方法，它不仅能够揭示逆变器并网系统的谐振特性，而且能通过寻优算法提供并网逆变器参数的最优解，从源头上避免谐振，解决了设置滤波器带来的较高成本问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种并网逆变器参数设计方法，具体为：

(1)根据影响逆变器并网系统谐振的因素，建立逆变器并网系统的模型，并对逆变器并网系统参数进行初始设置；

(2)在保证并网逆变器控制效果以及LCL滤波器滤波效果的前提下，设定并网逆变器中控制参数和LCL滤波器参数的范围；

(3)设定逆变器并网系统的频率变化范围为[m_i，m₂]，其中，m₁和m₂分别表示频率变化范围的最小值和最大值；

(4)在并网逆变器与电网的公共连接点处以频率变化[m₁，m₂]为范围、Δm为频率变化步长进行频率扫描，获得每个频率下逆变器并网系统的阻抗值；

(5)通过改变LCL滤波器参数以及逆变器控制参数，获得不同参数值下谐振点处的谐振频率与阻抗幅值；

(6)根据所得到的谐波次数与谐振幅值，得到滤波器参数以及控制参数变化时的谐振特性曲线；

(7)根据谐振特性曲线选取对谐振频率或阻抗幅值影响较大的参数进行优化；

(8)基于实际测得的谐波电压值与谐波电流值，确定并网逆变器及背景电网存在的特征谐波频带；

(9)采用粒子群优化算法，确定并网逆变器的优化目标；

(10)设定步骤(7)中所选参数的约束条件；

(11)对并网逆变器每个参数粒子的位置、速度进行初始化，并初始化粒子群优化算法的粒子群参数；

(12)计算并网逆变器的目标函数值；