[发明专利]一种利用修正广义阻抗法分析并网逆变器系统稳定性的方法

摘要

本发明涉及一种利用修正广义阻抗分析并网逆变器系统稳定性的方法，针对逆变器并网系统，通过在极坐标下建立逆变器的小信号模型，进而建立逆变器的广义导纳接口模型以及电网的广义导纳接口模型；使用广义导纳接口模型可以得到逆变器和电网的修正广义阻抗；由逆变器的修正广义阻抗和电网的修正广义阻抗之比可得修正广义阻抗判据，进而用于系统的稳定性分析。本发明可用于考虑电压前馈滤波的逆变器在并网后的稳定性分析，相比于一般阻抗法更好地处理了耦合问题，可用于准确分析大规模并网问题的稳定性分析。

主权项

一种利用修正广义阻抗法分析并网逆变器系统稳定性的方法，其特征在于主要包括以下三个步骤：1)针对逆变器单机无穷大系统，在dq坐标下建立逆变器端口的小信号模型，根据逆变器端口小信号模型获得逆变器的广义导纳接口模型；所述步骤1)中建立获得的逆变器侧的广义导纳接口模型的表达式为：其中，ΔI为逆变器端口电流幅值扰动，I为逆变器端口电流稳态幅值，为逆变器端口电流相角扰动，ΔU为逆变器端口电压扰动，U为逆变器端口电压稳态幅值，Δδ为逆变器端口电压相角扰动，为逆变器端口导纳矩阵，Yg1、Yg4分别表示逆变器端口导纳矩阵中的左上角元素和右上角元素，逆变器端口导纳矩阵中的左上角元素Yg1和右上角元素Yg4分别采用以下公式计算：Yg1=1-GFF(s)sLf+Hi(s)cosθI]]>Yg4=(1-GFF(s))cosθI-Hi(s)Hpll(s)I0(sLf+Hi(s))(1+Hpll(s)U0)]]>其中，s是拉普拉斯算子，GFF(s)是逆变器内环控制前馈滤波器的传递函数，Lf是逆变器的输出滤波电感，Hi(s)是电流内环PI控制器的传递函数，Hpll(s)是锁相环中PI控制器的传递函数，θ1是电流和电压在dq坐标系中的相角，U0是端口电压的稳态值，I0是电流的稳态值；2)将逆变器的广义导纳接口模型从dq坐标变换到xy坐标，进一步计算逆变器的修正广义阻抗；在电网侧xy坐标下得到电网的广义导纳接口模型，进一步计算电网的修正广义阻抗；所述步骤2)中，逆变器侧的修正广义阻抗Zg_inv具体采用如下公式计算：Zg_inv＝(Yg4‑Yg1)‑1其中，Yg1、Yg4分别表示逆变器端口导纳矩阵中的左上角元素和右上角元素；所述电网的广义导纳接口模型的表达式为：ΔI10=Y11Y12Y21Y22ΔU1ΔU2]]>其中，表示电网侧端口的导纳矩阵，Y11、Y12、Y21、Y22分别表示电网侧端口的导纳矩阵中的左上角、右上角、左下角和右下角元素，ΔI1为电网端口节点电流幅值扰动，I1电网端口节点电流稳态幅值，为电网端口节点电流相角扰动，U1为电网端口节点电压稳态幅值，ΔU1为电网端口节点电压扰动，Δδ1为电网端口节点电压相角扰动，U2为电网内部节点电压稳态幅值，ΔU2为电网内部节点电压扰动，Δδ2为电网端口内部节点的电压相角扰动；所述步骤2)中电网侧的修正广义阻抗Zg_grid采用以下公式计算：Zg_grid＝0.5[(Y++Yg1)‑1+(Y‑+Yg1)‑1]其中，Y+表示在正负序坐标下的正序导纳，Y‑表示在正负序坐标下的负序导纳，并采用以下公式计算：Y+＝0.5(Y11+jY21‑jY12+Y22)Y‑＝0.5(Y11‑jY21+jY12+Y22)；3)根据电网侧的修正广义阻抗和逆变器侧的修正广义阻抗，使用修正广义阻抗判据来判断并网逆变器系统的稳定性，所述修正广义阻抗判据为逆变器的修正广义阻抗和电网的修正广义阻抗之比的奈奎斯特曲线是否包围特征点。