【技术实现步骤摘要】
考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法
本专利技术涉及并网逆变器
，尤其是涉及一种考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法。
技术介绍
随着电力电子技术的快速发展，可再生能源发电系统接入电网的规模日益增大，以电力电子技术为基础的可再生能源发电系统逐渐取代了传统的发电系统，成为电网中重要的部分。逆变器作为可再生能源发电系统与电网的重要连接元件，在与并网系统动态交互的作用下会引发电流/电压谐波幅值持续放大的谐波不稳定现象。当系统中出现谐波不稳定现象，将引起逆变器交流母线电压严重畸变，最终导致风力、光伏等可再生能源并网系统无法正常工作。因此，对谐波不稳定现象的抑制显得尤为重要。近年来，针对谐波不稳定的抑制，通常采用有源控制策略以增加系统阻尼，并结合LCL滤波器的设计来抑制谐波谐振。关于滤波器和有源控制策略的设计，现有技术在基于补偿前馈电压控制的三电平逆变器研究中提出通过考虑控制器对滤波器参数设计的限制，并结合滤波性能的需求来设计LCL滤波器参数，解决了谐波不稳定问题，然而这些方法均是在理...
【技术保护点】
1.考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：/n1)将VSC并网系统建立等效阻抗模型；/n2)对步骤1)的等效阻抗模型获取正网络阻尼判据，将其作为系统稳定判断依据；/n3)结合LCL滤波器外特性需求以及正网络阻尼判据作为对LCL滤波器设计的约束条件；/n4)确定优化目标，结合步骤3)中的约束条件，建立LCL滤波器参数的多目标优化模型；/n5)采用MOEA/D算法求解步骤4)的优化模型，获取优化后的LCL滤波器参数。/n
【技术特征摘要】
1.考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
1)将VSC并网系统建立等效阻抗模型；
2)对步骤1)的等效阻抗模型获取正网络阻尼判据，将其作为系统稳定判断依据；
3)结合LCL滤波器外特性需求以及正网络阻尼判据作为对LCL滤波器设计的约束条件；
4)确定优化目标，结合步骤3)中的约束条件，建立LCL滤波器参数的多目标优化模型；
5)采用MOEA/D算法求解步骤4)的优化模型，获取优化后的LCL滤波器参数。
2.根据权利要求1所述的考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法，其特征在于，步骤1)中，VSC并网系统建立的等效阻抗模型的表达式为：
式中，Gp为VSC并网系统种电压环控制系统的传递函数，ZVSC为VSC并网系统中逆变器的输出阻抗，GC、GV分别为VSC并网系统中电流环、电压环的PI控制函数，Gd为采样计算延时，L1为逆变器网侧电感，L2为逆变器交流侧电感。
3.根据权利要求1所述的考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法，其特征在于，步骤2)中，采用阻抗分析法获取正网络阻尼判据。
4.根据权利要求3所述的考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法，其特征在于，步骤2)的具体内容为：
21)对步骤1)建立的等效阻抗模型进行戴维南等效；
22)将进行戴维南等效后的模型等效为SISO型系统；
23)对等效为SISO型系统后的模型获取开环传递函数；
24)将开环传递函数的实部和虚部进行分离；
25)根据分离后的结果判断系统的角谐振频率处的稳定判断依据。
5.根据权利要求1所述的考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法，其特征在于，步骤3)中的约束条件包括等式约束条件和不等式约束条件，所述的等式约束条件包括谐振角频率约束条件、等效谐波阻抗约束条件、基波频率处的环路增益幅值约束条件，所述的不等式约束条件包括滤波总电感约束条件、滤波电容约束条件、谐振频率约束条件、控制系统的稳定裕度约定条件、正网络阻尼判据约定条件。
6.根据权利要求5所述的考虑VSC系统谐波稳定条件下的LCL滤波器参数优化方法，其特征在于，步骤4)的具体步骤包括：
41)获取目标函数；
42)根据目标函数构建LCL滤波器参数的多目标优化模型，其表达式为：
式中，目标函数：f1(x,u)为开关处谐波衰减率；f2(x,u)为总电感值；f3(x,u)为基波频率处的环路增益裕度，约束条件：hi(x,u)为不等式约束条件；gj(x,u)为等式约束条件。
7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永斌，张思源，张健南，余光正，李美玉，马桢，张玄哲，冯勇，李志前，牛瑞，陈佳琦，张一，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司驻马店供电公司，上海电力大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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