一种多逆变器系统的环流谐振抑制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多逆变器系统的环流谐振抑制方法，利用模态分析方法进行参与因子计算，确定谐振主导逆变器群，实现谐振主导逆变器的定位；根据主导逆变器的环流表达式，确定环流约束条件；将环流谐振峰的抑制与原有的参数设计方案进行结合，通过不断调整谐振峰的幅值，使环流谐振抑制的约束条件与原参数设计方案形成交点，既满足原有参数设计方案的稳定性要求，又能对环流谐振形成有效抑制。本发明专利技术在逆变器并联运行过程中，可以有效抑制不同逆变器之间的环流谐振，并且不影响入网电流的稳定性，解决了大规模新能源系统环流过大导致系统保护装置误动作的难题，大大提高了多逆变器系统的稳定性。统的稳定性。统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种多逆变器系统的环流谐振抑制方法


[0001]本专利技术涉及新能源发电领域，尤其涉及一种多逆变器系统的环流谐振抑制方法，是基于环流谐振抑制的逆变器参数优化设计方案。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源发电规模的进一步扩大，越来越多的电力电子装备被安装到新型电力系统。导致系统的感性、容性元件增加，系统谐振的风险大大增加。
[0003]并网逆变器作为新能源发电系统中发电侧与输电侧的关键接口，其稳定性对系统产生了巨大的影响。现有研究多关注新能源发电系统对电网的影响，忽视了新能源发电侧的重要性。逆变器作为新能源发电侧的关键装置对系统具有极大的影响，逆变器之间的环流谐振会影响系统的输出功率，谐波含量过大会导致保护动作。
[0004]现有技术中，涉及多逆变器系统的环流谐振问题，目前主要采用增加额外传感器、增加控制回路的方式对系统的环流谐振进行抑制，但是会增加系统成本和控制难度较大。因此，针对多逆变器并联为研究对象，如何有效节约成本，在不增加系统复杂度的基础上，提升多逆变器系统的环流谐波抑制能力，亟需解决有效抑制逆变器之间环流谐振的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种多逆变器系统的环流谐振抑制方法，解决新能源发电系统逆变器之间环流谐振的难题。
[0006]实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种多逆变器系统的环流谐振抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008](1)利用模态分析方法进行参与因子计算，确定谐振主导逆变器群，实现谐振主导逆变器的定位；
[0009](2)根据主导逆变器的环流表达式，确定环流约束条件；
[0010](3)将环流谐振峰的抑制与原有的参数设计方案进行结合，通过不断调整谐振峰的幅值，使环流谐振抑制的约束条件与原参数设计方案形成交点，既满足原有参数设计方案的稳定性要求，又能对环流谐振形成有效抑制。
[0011]进一步，所述步骤(1)根据模态分析方法对多逆变器系统节点导纳矩阵进行对角化处理，绘制对角矩阵元素随频率的变化趋势来确定系统谐振频率，通过左右特征向量结合对多逆变器系统进行参与因子计算，得到谐振频率下各节点的参与因子数值；由于参与因子表征了系统各节点在该谐振频率的可观测性和可激励性的结合，根据参与因子数值大小，确定谐振的主导逆变器。
[0012]进一步，所述步骤(2)根据电流流向对逆变器输出电流进行分解，提取谐振主导逆变器输出电流中由自身产生的环流部分T2，对其进行谐振特性分析；分析系统有源阻尼系数H1变化对环流谐振峰的影响，有源阻尼系数的变化可以有效抑制环流谐振峰的幅值，其参数设计可以选择有源阻尼系数作为优化对象。
[0013]进一步，所述步骤(3)将环流谐振峰的抑制与原有的参数设计方案进行结合，有源阻尼参数变化可以抑制环流谐振峰，但是也将导致环流谐振频率的移动，所以无法完全消除环流谐振峰，所以考虑逐步增大环流谐振的幅值大小，从而使得环流抑制的约束条件与原有的参数设计范围形成交点。
[0014]其中，所述的谐振主导逆变器，利用模态分析方法进行参与因子计算，参与因子表示母线对关键谐振模态的可观测性和可激励性的结合，实现谐振主导逆变器的定位。
[0015]所述的环流部分通过对逆变器输出电流进行分析，根据电流方向对输出电流表达式进行整理，提取逆变器输出电流的环流部分。
[0016]所述传统有源阻尼系数设计方法，利用幅值裕度、相位裕度和PWM调制形成针对有源阻尼系数的约束条件。
[0017]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0018]本专利技术通过优化有源阻尼系数的设计，即基于环流谐振抑制的逆变器参数优化设计，无需引入新的传感器和控制环节，使得参数取值不仅满足原有的稳定性要求，还能兼顾环流谐振抑制，解决了新能源发电系统逆变器之间环流谐振的难题；在逆变器并联运行过程中，有效抑制不同逆变器之间的环流谐振，并且不影响入网电流的稳定性，解决了大规模新能源系统环流过大导致系统保护装置误动作的难题，大大提高了多逆变器系统的稳定性。
[0019]本专利技术基于环流谐振抑制的逆变器参数优化设计，在无需增加新的传感器和新的控制回路的情况下，仅通过优化原有的参数取值，就可以在保障系统稳定性的基础上，实现系统环流谐振抑制的效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术方法流程图。
[0021]图2为本专利技术实施例1多逆变器系统结构示意图。
[0022]图3为本专利技术实施例1多逆变器系统的等效电路图。
[0023]图4为本专利技术实施例1的变量T2的伯德图。
[0024]图5为本专利技术实施例1的常规有源阻尼系数取值范围图。图中，PWM表示调制方式对有源阻尼系数所形成的约束、PM表示幅值裕度对有源阻尼系数所形成的约束、GM表示相位裕度对有源阻尼系数所形成的约束。
[0025]图6为本专利技术实施例1的优化有源阻尼系数取值范围图。图中，PWM表示调制方式对有源阻尼系数所形成的约束、PM表示幅值裕度对有源阻尼系数所形成的约束、GM表示相位裕度对有源阻尼系数所形成的约束、|T2|
‑
1表示对环流谐振峰幅值抑制所形成的约束。
[0026]图7为本专利技术实施例1的环流谐振抑制效果图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，通过实施例对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实
施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅通过实施例对本专利技术作一步的说明。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多逆变器系统的环流谐振抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)基于多逆变器系统，利用模态分析方法进行参与因子计算，确定谐振主导逆变器群，实现谐振主导逆变器的定位；(2)根据主导逆变器的环流表达式，确定环流约束条件；(3)将环流谐振峰的抑制与原有的参数设计方案进行结合，通过不断调整谐振峰的幅值，使环流谐振抑制的约束条件与原参数设计方案形成交点，既满足原有参数设计方案的稳定性要求，又能对环流谐振形成有效抑制。2.根据权利要求1所述多逆变器系统的环流谐振抑制方法，其特征在于，所述步骤(1)根据模态分析方法对多逆变器系统节点导纳矩阵进行对角化处理，绘制对角矩阵元素随频率的变化趋势来确定系统谐振频率，通过左右特征向量结合对多逆变器系统进行参与因子计算，得到谐振频率下各节点的参与因子数值；由于参与因子表征了系统各节点在该谐振频率的可观测性和可激励性的结合，根据参与因子数值大小，确定谐振的主导逆变器。3.根据权利要求1所述多逆变器系统的环流谐振抑制方法，其特征在于，所述步骤(2)根据电流流向对逆变器输出电流进行分解，提取谐振主导逆变器输出电流中由自身产生的环流部分T2，对其进行谐振特性分析；分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：周生奇，刘宏波，罗鲁东，钟世民，刘祥圣，苗骁健，张滨，孙忠良，王杉，隋昊田，李昊，胡薇，刘嘉超，娄亮，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，
类型：发明
国别省市：