应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法技术方案

应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，涉及一种应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，本发明专利技术为解决现有稳定性的检验方法存在检验不全面的问题。本发明专利技术所述应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，该稳定性检验方法在校验逆变器并联并网系统中源端和负载端稳定时进行，用于校验多个逆变器并联并网系统的系统稳定性，检验不稳定的电路回路。本发明专利技术用于分布式发电系统中。

Stability test method for multi inverters parallel connected grid connected system

The stability test method is applied to multi inverter parallel grid connected system, stability test method relates to multi inverter parallel system, the problem is not comprehensive inspection method to solve the existing stability. The stability test of the method of the invention is applied to multi inverter parallel grid connected system, inspection method of the stability check in parallel inverter grid connected system source side and load side stability, stability check system for a plurality of parallel inverter grid connected system, the circuit test is not stable. The invention is used in a distributed generation system.

【技术实现步骤摘要】
应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法
本专利技术涉及一种应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法。
技术介绍
随着清洁能源的大力开发和应用，分布式发电成为当前研究的热点。逆变器作为分布式发电的并网接口，其安全稳定运行得到了极大的重视。分布式发电系统中存在很多的不稳定因素，一方面，为了获得良好的电能质量，分布式能源发电站中并网逆变器一般采用LCL滤波器，滤波器中的电感电容元件为系统的谐振创造了条件。同时，光伏电站作为新能源发电的重要组成部分，一般建立在远离负荷中心、光照资源丰富的荒漠地区，供电负荷比较分散，地区电网输电线路较长，电网相对薄弱，电网阻抗的偏移是系统不稳定的重要因素。另一方面，相比于传统电网，大型分布式电站中并网逆变器一般采用并联结构，这将会改变并网逆变器自身连接电网的等效阻抗，且逆变器中固有的数字控制延时、死区效应等非线性因素，可能会加剧分布式并网系统与电网之间的谐振现象。当系统存在谐振峰并且背景谐波与谐振频率相匹配时，将会导致大型光伏并网系统出现谐振过电压、过电流，引发谐波含量超标等电能质量问题。同时，谐振现象对并网逆变器的稳定运行也有较大影响，由系统阻抗网络不匹配引起的串/并联谐振甚至可能造成并网逆变器无故障跳闸，危及系统的安全稳定运行。传统的检验电力系统稳定性的方法是采用基于状态空间的检验方法，通过构建系统的状态空间模型，检验状态矩阵的特征值和特征向量判断系统的稳定性。但是相比于传统的电力系统，并网换流器的时间常数更小，模型更为复杂，需要构造高阶的系统状态矩阵，给检验带来困难。目前应用较多的基于阻抗的检验方法基本思想是在频域内将系统等效为电源和负载两个部分，其中电源部分可以使用戴维南等效和诺顿等效成一个电源和输出阻抗(导纳)，负载部分可以等效为一个输入阻抗(导纳)，等效的前提是电源在空载条件下稳定，负载在理想电源供电条件下稳定。现有的基于阻抗稳定性的检验方法多是将电网等效为电源，将逆变器部分等效为负载。考虑到逆变器本身作为有源器件，单纯等效负载来检验稳定性时不全面的，并且当并网逆变器的参数不一致时，系统不稳定可能表现在部分几个逆变器中，这就需要对系统进行全面的稳定性检验。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有稳定性的检验方法存在检验不全面的问题，提供了一种应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法。本专利技术所述应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，该稳定性检验方法在校验逆变器并联并网系统中源端和负载端稳定时进行，用于校验多个逆变器并联并网系统的系统稳定性，检验不稳定的电路回路。该稳定性检验方法的具体过程为：步骤1、对逆变器并联并网系统中的逆变器建立输出阻抗模型：根据逆变器的控制回路结构，获得控制回路的开环传递函数G(s)和输出阻抗Y(s)；步骤2、建立逆变器并联并网系统的阻抗模型：根据电网的线路阻抗获得电网的输出阻抗Zg(s)，逆变器采用并联方式并网，逆变器连接于电网的公共连接点；步骤3、检验逆变器的自身稳定性：通过逆变器的开环传递函数，对逆变器并联并网系统中所有的逆变器进行稳定性检验；步骤4、以电网为源端检验逆变器并联并网系统的稳定性：以电网为源端，电网的输出阻抗Zg(s)，负载阻抗为ZgL(s)，电网与特定逆变器之间有不稳定因素存在，ZgL(s)有多种工况，对不同工况下的Zg(s)/ZgL(s)进行奈奎斯特稳定性检验；步骤5、以逆变器并联并网系统中的第n台逆变器作为源端检验逆变器并联并网系统的稳定性：逆变器作为源端的源端阻抗为Yn(s)，逆变器作为源端的负载阻抗为YnL(s)，第n台逆变器与特定逆变器之间有不稳定因素存在，YnL(s)有多种工况，对不同工况下的Yn(s)/YnL(s)进行奈奎斯特稳定性检验。本专利技术的优点：本专利技术提供了一种用于全面检验多逆变器并联并网系统稳定性的检验方法。逆变器在设计完成后必须进行稳定性校验，现有的基于阻抗模型的稳定性检验方法只考虑电网为源端，逆变器为负载端的情况，但是实际系统中，逆变器也可以作为源端引发系统不稳定。本方法既考虑了电网的作用，又考虑了逆变器的作用，同时对系统多个工况进行稳定性检验，保证了稳定性校验的准确性。附图说明图1是并网逆变器的控制原理图；图2是并网逆变器双闭环电流的控制原理图；图3是多逆变器并联并网系统的等效模型；图4是逆变器开环奈奎斯特曲线，其中曲线a表示第一台逆变器，曲线b表示第二台逆变器，曲线c表示第3台逆变器，曲线d表示第4台曲线；图5是以电网为源端时工况1到工况8的过渡运行，并网公共点电压Upcc和并网电流ig仿真波形图，其中曲线e表示并网电流ig仿真波形图，曲线f表示并网公共点电压Upcc仿真波形图；图6是以电网为源端时工况1到工况4的过渡运行，并网公共点电压Upcc和并网电流ig仿真波形图，其中曲线e表示并网电流ig仿真波形图，曲线f表示并网公共点电压Upcc仿真波形图；图7是以第1台逆变器为源端时工况1到工况2的过渡运行，第1台逆变器的并网电流ig1和并网公共点电压Upcc仿真波形图，其中曲线e表示并网电流ig仿真波形图，曲线f表示并网公共点电压Upcc仿真波形图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式所述应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，该稳定性检验方法在校验逆变器并联并网系统中源端和负载端稳定时进行，用于校验多个逆变器并联并网系统的系统稳定性，检验不稳定的电路回路。本实施方式中，该稳定性检验方法用于多个逆变器并联并网的情况，检验不稳定的电路回路，尤其是对部分电路不稳定的情况，不对系统中某个元件参数与稳定性的影响进行检验。具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，该稳定性检验方法的具体过程为：步骤1、对逆变器并联并网系统中的逆变器建立输出阻抗模型：根据逆变器的控制回路结构，获得控制回路的开环传递函数G(s)和输出阻抗Y(s)；步骤2、建立逆变器并联并网系统的阻抗模型：根据电网的线路阻抗获得电网的输出阻抗Zg(s)，逆变器采用并联方式并网，逆变器连接于电网的公共连接点；步骤3、检验逆变器的自身稳定性：通过逆变器的开环传递函数，对逆变器并联并网系统中所有的逆变器进行稳定性检验；步骤4、以电网为源端检验逆变器并联并网系统的稳定性：以电网为源端，电网的输出阻抗Zg(s)，负载阻抗为ZgL(s)，电网与特定逆变器之间有不稳定因素存在，ZgL(s)有多种工况，对不同工况下的Zg(s)/ZgL(s)进行奈奎斯特稳定性检验；步骤5、以逆变器并联并网系统中的第n台逆变器作为源端检验逆变器并联并网系统的稳定性：逆变器作为源端的源端阻抗为Yn(s)，逆变器作为源端的负载阻抗为YnL(s)，第n台逆变器与特定逆变器之间有不稳定因素存在，YnL(s)有多种工况，对不同工况下的Yn(s)/YnL(s)进行奈奎斯特稳定性检验。具体实施方式三：本实施方式对实施方式二作进一步说明，步骤1所述获得控制回路的开环传递函数G(s)和输出阻抗Y(s)的具体过程为：逆变器在并网工作模式下，并网电压由电网电压决定，被控对象为并网电流ig，控制回路的开环传递函数G(s)为控制器给定电流与误差电流的比值：输出阻抗Y(s)为并网公共点电压Upcc和并网电流ig的比值：本实施方式中，控制回路的开环传递函数G(s)体现了逆变器本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，其特征在于，该稳定性检验方法在校验逆变器并联并网系统中源端和负载端稳定时进行，用于校验多个逆变器并联并网系统的系统稳定性，检验不稳定的电路回路。

【技术特征摘要】
1.应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，其特征在于，该稳定性检验方法在校验逆变器并联并网系统中源端和负载端稳定时进行，用于校验多个逆变器并联并网系统的系统稳定性，检验不稳定的电路回路。2.根据权利要求1所述的应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，其特征在于，该稳定性检验方法的具体过程为：步骤1、对逆变器并联并网系统中的逆变器建立输出阻抗模型：根据逆变器的控制回路结构，获得控制回路的开环传递函数G(s)和输出阻抗Y(s)；步骤2、建立逆变器并联并网系统的阻抗模型：根据电网的线路阻抗获得电网的输出阻抗Zg(s)，逆变器采用并联方式并网，逆变器连接于电网的公共连接点；步骤3、检验逆变器的自身稳定性：通过逆变器的开环传递函数，对逆变器并联并网系统中所有的逆变器进行稳定性检验；步骤4、以电网为源端检验逆变器并联并网系统的稳定性：以电网为源端，电网的输出阻抗Zg(s)，负载阻抗为ZgL(s)，电网与特定逆变器之间有不稳定因素存在，ZgL(s)有多种工况，对不同工况下的Zg(s)/ZgL(s)进行奈奎斯特稳定性检验；步骤5、以逆变器并联并网系统中的第n台逆变器作为源端检验逆变器并联并网系统的稳定性：逆变器作为源端的源端阻抗为Yn(s)，逆变器作为源端的负载阻抗为YnL(s)，第n台逆变器与特定逆变器之间有不稳定因素存在，YnL(s)有多种工况，对不同工况下的Yn(s)/YnL(s)进行奈奎斯特稳定性检验。3.根据权利要求2所述的应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，其特征在于，步骤1所述获得控制回路的开环传递函数G(s)和输出阻抗Y(s)的具体过程为：逆变器在并网工作模式下，并网电压由电网电压决定，被控对象为并网电流ig，控制回路的开环传递函数G(s)为控制器给定电流与误差电流的比值：输出阻抗Y(s)为并网公共点电压Upcc和并网电流ig的比值：4.根据权利要求2所述的应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，其特征在于，步骤2所述根据电网的线路阻抗获得电网的输出阻抗Zg(s)的具体过程为：将逆变器输出电与电网的公共连接点之间的线路阻抗视为0或计入逆变器并网接口滤波器的阻抗模型中，不再单独建模，则电网的输出阻抗Zg(s)包括：电网电能变换器与电网公共连接点之间的线路阻抗和容抗、连接在电网公共连接点的无功补偿装置的阻抗。5.根据权利要求2所述的应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，其特征在于，步骤3所述检验逆变器的自身稳定性的具体过程为：对逆变器的控制回路的开环传递函数G(s)作出奈奎斯特曲线，根据奈奎斯特稳定判据判断曲线是否包含(-1,j0)点，如果奈奎斯特曲线不包含(-1,j0)点则逆变器闭环系统稳定，能够实现离网下的稳定运行。6.根据权利要求2所述的应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法，其特征在于，步骤4所述对不同工况下的Zg(s)/ZgL(s)进行奈奎斯特稳定性检验的具体过程为：将电网建模为源端，则源端阻抗为Zg(s)，将逆变器建模为负载端，则负载阻抗为ZgL(s)，逆变器在并网工作模式下，并网公共点电压Upcc由电网电压决定，因此稳定性检验对象为并网电流ig；在电网的作用下，并网电流ig为：其中，Ug表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：武健，赵家琦，王超，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23