弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法。本发明专利技术针对弱电网情况下多台逆变器均运行在电流源模式下时存在的稳定性问题，提出一种基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法，该方法通过电网阻抗辨识算法获得多逆变器系统中某台并网逆变器公共耦合点的等效电网阻抗，当其数值大于设定的等效电网阻抗边界值时，将多逆变器系统内其余并网逆变器逐个切换运行到电压源模式，直到辨识得到的等效电网阻抗值小于设定的等效电网阻抗边界值，从而提高整个多逆变器系统的并网稳定性。本发明专利技术不仅实施简单，而且大幅增加了多逆变器系统在弱电网情况下的稳定裕度，提高了多逆变器系统的电网适应性。

【技术实现步骤摘要】
弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法
本专利技术涉及多逆变器系统并网的控制方法，尤其是涉及一种弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法。
技术介绍
随着分布式发电系统的迅速发展，并网逆变器得到广泛应用。由于在地处偏远的分布式发电系统中存在长距离传输线以及大量变压装置，导致电网呈现一个不可忽略的等效阻抗，从而使电网呈现弱电网特性。此时，由多台并网逆变器构成的多逆变器系统并网运行时会与电网之间会形成一个动态的互联系统，该系统在其公共耦合点(pointofcommoncoupling，PCC)存在的电网阻抗将导致多逆变器系统并网稳定性下降，引起输出并网电流出现谐振。目前，针对弱电网情况下的单台并网逆变器稳定性控制方法，既有学术论文对此做了深入的理论分析，也有实际应用的工程方法，例如：1)梁建钢、金新民、吴学智和童亦斌发表于2014年4月《电网技术》第38卷第4期上的《微电网逆变器VCS模式与CCS模式的切换技术》一文。该文针对分析了逆变器在并网状态时的电流源模式和孤岛状态时的下垂控制电压源模式之间的相互切换技术，提出了不同模式之间闭环跟踪互相切换的思想。该文所述的模式切本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法，其特征在于，本控制方法所涉及的多逆变器系统包括n台并网逆变器，n为正整数，且n>1；本控制方法的步骤如下：步骤1，设置n台并网逆变器均运行在电流源模式；步骤2，从n台并网逆变器中任意选择1台并网逆变器，记为并网逆变器A，通过电网阻抗辨识算法获得并网逆变器A公共耦合点的等效电网阻抗，并记为Zg_est；步骤3，设置其余n‑1台并网逆变器中需要自适应切换到电压源模式的台数为k，k＝0,1,2,…,n‑1，并设置其余n‑1台并网逆变器公共耦合点的等效电网阻抗边界值δ，根据步骤2得到的并网逆变器A公共耦合点的等效电网阻抗Zg_est进行如下判...

【技术特征摘要】
1.一种弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法，其特征在于，本控制方法所涉及的多逆变器系统包括n台并网逆变器，n为正整数，且n>1；本控制方法的步骤如下：步骤1，设置n台并网逆变器均运行在电流源模式；步骤2，从n台并网逆变器中任意选择1台并网逆变器，记为并网逆变器A，通过电网阻抗辨识算法获得并网逆变器A公共耦合点的等效电网阻抗，并记为Zg_est；步骤3，设置其余n-1台并网逆变器中需要自适应切换到电压源模式的台数为k，k＝0,1,2,…,n-1，并设置其余n-1台并网逆变器公共耦合点的等效电网阻抗边界值δ，根据步骤2得到的并网逆变器A公共耦合点的等效电网阻抗Zg_est进行如下判断及操作：当满足Zg_est≤δ时，其余n-1台并网逆变器保持运行在电流源模式，并结束本控制流程；当满足Zg_est＞δ时，其余n-1台并网逆变器中自适应切换到电压源模式的台数k从0开始逐个增加，直到满足Zg_est≤δ，结束本控制流程。2.根据权利要求1所述的弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法，其特征在于，所述电流源模式的控制步骤如下：步骤1.1，采集输出并网电流iga、igb、igc，采集公共耦合点电压upcca、upccb、upccc；步骤1.2，根据步骤1.1采集的公共耦合点电压upcca、upccb、upccc，经三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程得到公共耦合点电压dq轴分量upccd、upccq；将公共耦合点电压upcca、upccb、upccc经过锁相环PLL锁相得到公共耦合点电压相角θ；公共耦合点电压三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程为：公共耦合点电压相角θ的计算公式为：其中，ω0为公共耦合点电压的额定角频率，Kp_PLL为锁相环PI调节器的比例调节系数，Ki_PLL为锁相环PI调节器的积分调节系数，s为拉普拉斯算子；步骤1.3，根据步骤1.2得到的公共耦合点电压相角θ，经过三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换，将步骤1.1采集的输出并网电流iga、igb、igc转化为两相旋转坐标系下的输出并网电流dq分量igd和igq；输出并网电流由三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换方程为：步骤1.4，设置输出并网电流指令信号igdref、igqref，并根据步骤1.3得到的输出并网电流dq分量igd和igq，通过电网电流闭环控制方程得到控制信号ud和uq；电网电流闭环控制方程为：其中，Kp为电网电流闭环控制方程中PI调节器的比例控制系数，Ki为电网电流闭环控制方程中PI调节器的积分控制系数；步骤1.5，根据步骤1.2得到的公共耦合点电压相角θ，将步骤1.4得到的控制信号ud和uq经过两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换方程，转化为三相静止坐标系下的控制信号分量ua、ub、uc；控制信号由两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换方程为：步骤1.6，根据步骤1.5得到的三相静止坐标系下的分量ua、ub、uc，分别与步骤1.1得到的公共耦合点电压upcca、upccb、upccc相加，得到三相全桥并网逆变器桥臂电压控制信号分别为：ua+upcca、ub+upccb、uc+upccc，再经过SVPWM调制生成并网逆变器功率器件的开关信号，经过驱动电路控制三相全桥并网逆变器功率器件的开通和关断。3.根据权利要求1所述的弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法，其特征在于，步骤2所述电网阻抗辨识算法步骤如下：步骤2.1，在公共耦合点PCC处注入频率75Hz的非特征次谐波电流；步骤2.2，采样公共耦合点PCC处的谐波响应电压upcch和谐波响应电流igh；步骤2.3，通过快速傅里叶算法FFT分别对谐波响应电压upcch和谐波响应电流igh进行频谱分析，分别获得在75Hz频率处谐波响应电压分量的幅值|Upcch_75Hz|、75Hz频率处谐波响应电压分量的相位∠Upcch_75Hz、75Hz频率处的谐波响应电流分量的幅值|Ipcch_75Hz|、75Hz频率处的谐波响应电流分量的相位∠Ipcch_75Hz；根据下式得到在75Hz频率处电网阻抗的幅值|Zg|和75Hz频率处电网阻抗的相位∠Zg：∠Zg＝∠Upcch_75Hz-∠Ipcch_75Hz；步骤2.4，根据步骤2.3得到的在75Hz频率处电网阻抗的幅值|Zg|和75Hz频率处电网阻抗的相位∠Zg，按照下式计算得到电网阻抗辨识值Zg_est：4.根据权利要求1所述的弱电网下基于模式自适应的多逆变器系统稳定控制方法，其特征在于，步骤3所述电压源模式的控制步骤如下：步骤3.1，采集输出并网电流iga、igb、igc，采集公共耦合点电压upcca、upccb、upccc；步骤3.2，根据步骤3.1采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，李明，杨莹，张行，张海峥，管玮琦，陈巧地，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34