本发明专利技术涉及LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法及系统，包括S1：通过单逆变器系统等效模型得到逆变器多机并联系统等效模型，从而得到多逆变器并联系统的谐振特性；S2：基于QPR控制器形成以电容电流比例作电流内环、网侧电流反馈作电流外环的双环控制；S3：在步骤2的基础上添加电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，抑制电网电压低频扰动分量带来的谐波谐振；S4：在步骤3的基础上引入PCC点高频分量反馈补偿，可根据弱电网下电网阻抗的大小设定调节虚拟导纳系数，实现对逆变器多机并联系统的全局谐振抑制，并网输出电流质量以及应对弱电网中电网阻抗变化的鲁棒性得到有效提高，使光伏逆变器多机并联系统运行更稳定。定。定。
【技术实现步骤摘要】
LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法及系统
[0001]本专利技术属于光伏发电多机并网领域，更具体地，涉及一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法及系统。
技术介绍
[0002]伴随能源需求的日益扩大，以光伏发电为代表的可再生新能源分布式发电系统正迅速发展，其中并网逆变器常作为并入电网的重要接口以实现电能传输。并网逆变器桥臂输出侧含有大量高次谐波，由于LCL滤波器因具备低频段增益、高频段纹波衰减的优点，从而受到广泛应用，但LCL滤波器相频特性存在一个相位发生
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跳跃的谐振频率点，显示其具有固有谐振特性，且由于实际电网为电网阻抗不容忽视的弱电网，逆变器输出阻抗与电网阻抗产生耦合关系，从而导致逆变器多机并联系统的谐振情况更加严重。
[0003]针对逆变器谐振尖峰的抑制方法主要分为无源阻尼法和有源阻尼法。无源阻尼的方式简单直接，但是由于添加了无源元件，增加了电路复杂性及系统损耗，且会增加系统的成本和体积；有源阻尼法是通过反馈合适的状态变量，从控制的角度，得到与实际电阻等效的阻尼效果，其中电容电流反馈方法得到广泛应用，可有效抑制系统谐振，但在逆变器多机系统中，随着逆变器台数的增加或电网阻抗的增加，简单的电容电流反馈有源阻尼方式已不能有效抑制系统谐振，公共点处电网电压引起的谐波谐振问题凸显，系统的稳定性也有待提高。
[0004]因此，如何抑制弱电网下逆变器多机系统出现的复杂谐振问题，提高输出并网电流质量，提升系统稳定性，提高系统对电网阻抗变化的鲁棒性是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，以双环电流控制作传统有源阻尼方式，在此基础上，添加电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，抑制电网电压低频扰动分量带来的谐波谐振，以及引入PCC点电压高频分量反馈补偿，抑制高频谐波谐振，从而实现对逆变器多机并联系统的全局谐振抑制，提升系统稳定性。
[0006]本专利技术技术方案如下：一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，包括：通过LCL型单逆变器系统等效模型得到逆变器多机并联系统等效模型，获取多逆变器并联系统的谐振特性；构建基于QPR控制器并以电容电流比例作电流内环、网侧电流反馈作电流外环的双环控制，将其作为有源阻尼控制策略；在双环控制上进行电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，抑制电网电压低频扰动分量带来的谐波谐振；
在优化控制上进行PCC点高频分量反馈补偿，抑制系统高频谐波谐振，等同于在PCC点处并联虚拟阻抗，抑制逆变器多机并联系统中全局性耦合谐振。
[0007]作为优选，由单逆变器等效模型得单逆变器输出电流表达式；根据单逆变器系统等效模型进而得到逆变器多机并联系统等效模型，得到第i台逆变器输出电流表达式；根据多台逆变器输出电流表达式获取多逆变器并联系统的谐振特性，即系统的固有谐振点和耦合谐振点表达式。
[0008]作为优选，单逆变器输出电流表达式为单逆变器输出电流表达式为式中，i
g
为逆变器输出电流，i
ref
为参考电流，u
g
为电网电压，G0为逆变器的输出电流对逆变器参考电流的传递增益，Y0表示逆变器等效输出导纳，L1为逆变器侧电感，L2为网侧电感，C为滤波电容，K
PWM
为逆变器等效增益，G
c
(s)为QPR控制器，s为拉普拉斯算子。
[0009]作为优选，根据单逆变器系统等效模型进而得到逆变器多机并联系统等效模型，得到第i台逆变器输出电流表达式为：式中，i
gi
为第i台逆变器的输出电流，G
i
为第i台逆变器的输出电流对第i台逆变器参考电流的传递增益，G
j
为第j台逆变器的输出电流对第j台逆变器参考电流的传递增益，i
refi
表示第i台逆变器参考电流，i
refj
表示第j台逆变器参考电流，Y
i
表示第i台逆变器等效输出导纳，L
g
表示电网阻抗，u
g
表示电网电压，i、j=1, 2, 3,
…
，n。
[0010]作为优选，多逆变器并联并网系统的两个谐振频率点为系统的固有谐振点和耦合谐振点，固有谐振点和耦合谐振点为多逆变器并联系统的谐振特性，表达式为：
式中，f1、f2分别表示系统的两个谐振频率点；随着逆变器台数的增加，固有谐振频率点保持不变，而耦合谐振频率点会随着逆变器台数的增加而向低频处移动。
[0011]作为优选，QPR控制的传递函数为：式中，K
p
为比例系数，K
r
为谐振系数，为截止角频率，为电网基波角频率，取1.2π，取100π；系统等效输出阻抗为Z(s)为：式中，K
c
为电容电流反馈系数；电容电流比例反馈为系统提供一定的有源阻尼，抑制系统的固有谐振。
[0012]作为优选，添加电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，具体是：添加电网电压优化前馈的系统输出阻抗表达式为：为消除电网电压中背景谐波干扰，电网电压前馈采用一阶微分环节，由于微分环节对高频噪声有放大作用，故配置1/(αs+1)形式的低通滤波器进行等效替代，得到前馈函数；另外，为提高系统响应速度及系统相位裕度，
串联一个相位超前补偿环节；电网电压优化前馈传递函数为：其中，其中，为低通滤波器的时间常数，C为滤波电容值，K
c
为电容电流反馈系数。
[0013]作为优选，在优化控制上进行PCC点高频分量反馈补偿，抑制系统高频谐波谐振，等同于在PCC点处并联虚拟阻抗，抑制逆变器多机并联系统中全局性耦合谐振，实现方式是利用高通滤波器提取PCC点高频谐波电流，乘以虚拟导纳系数，抑制系统全局性耦合谐振，其中虚拟导纳系数Y
f
可根据弱电网下电网阻抗的大小设定调节；并联虚拟阻抗后逆变器输出阻抗表达式为其中，高频滤波器，虚拟导纳系数的取值范围为0.005≤Y
f
≤0.25。
[0014]一种系统，包括第一模块：被配置为用于通过LCL型单逆变器系统等效模型得到逆变器多机并联系统等效模型，获取多逆变器并联系统的谐振特性；第二模块：被配置为用于构建基于QPR控制器并以电容电流比例作电流内环、网侧电流反馈作电流外环的双环控制，将其作为有源阻尼控制策略；第三模块：被配置为用于在双环控制上进行电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，抑制电网电压低频扰动分量带来的谐波谐振；第四模块：被配置为用于在优化控制上进行PCC点高频分量反馈补偿，抑制系统高频谐波谐振，等同于在PCC点处并联虚拟阻抗，抑制逆变器多机并联系统中全局性耦合谐振。
[0015]一种可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由处理
器执行时，将处理器配置为执行根据权利要求1
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8中任一项所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，其特征在于，包括：通过LCL型单逆变器系统等效模型得到逆变器多机并联系统等效模型，获取多逆变器并联系统的谐振特性；构建基于QPR控制器并以电容电流比例作电流内环、网侧电流反馈作电流外环的双环控制，将其作为有源阻尼控制策略；在双环控制上进行电网电压前馈串联超前补偿环节的优化控制，抑制电网电压低频扰动分量带来的谐波谐振；在优化控制上进行PCC点高频分量反馈补偿，抑制系统高频谐波谐振，等同于在PCC点处并联虚拟阻抗，抑制逆变器多机并联系统中全局性耦合谐振。2.根据权利要求1所述的一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，其特征在于，由单逆变器等效模型得单逆变器输出电流表达式；根据单逆变器系统等效模型进而得到逆变器多机并联系统等效模型，得到第i台逆变器输出电流表达式；根据多台逆变器输出电流表达式获取多逆变器并联系统的谐振特性，即系统的固有谐振点和耦合谐振点表达式。3.根据权利要求1所述的一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，其特征在于，单逆变器输出电流表达式为在于，单逆变器输出电流表达式为式中，i
g
为逆变器输出电流，i
ref
为参考电流，u
g
为电网电压，G0为逆变器的输出电流对逆变器参考电流的传递增益，Y0表示逆变器等效输出导纳，L1为逆变器侧电感，L2为网侧电感，C为滤波电容，K
PWM
为逆变器等效增益，G
c
(s)为QPR控制器，s为拉普拉斯算子。4.根据权利要求3所述的一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，其特征在于，根据单逆变器系统等效模型进而得到逆变器多机并联系统等效模型，得到第i台逆变器输出电流表达式为：
式中，i
gi
为第i台逆变器的输出电流，G
i
为第i台逆变器的输出电流对第i台逆变器参考电流的传递增益，G
j
为第j台逆变器的输出电流对第j台逆变器参考电流的传递增益，i
refi
表示第i台逆变器参考电流，i
refj
表示第j台逆变器参考电流，Y
i
表示第i台逆变器等效输出导纳，L
g
表示电网阻抗，u
g
表示电网电压，i、j =1, 2, 3,
…
，n。5.根据权利要求4所述的一种LCL型逆变器多机并联系统的全局谐振抑制方法，其特征在于，多逆变器并联并网系统的两个谐振频率点为系统的固有谐振点和耦合谐振点，固有谐振点和耦合谐振点为多逆变器并联系统的谐振特性，表达式为：式中，f...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋云昊，李若萱，侯天豪，蔡子硕，徐岸非，袁雷，王航，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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