【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变器控制领域，更具体地，涉及一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法。
技术介绍
1、绿色低碳转型的能源革命正席卷全球。为实现国家的双碳目标，构建以新能源为主体的新型电力系统已成为我国重大战略需求。逆变器作为分布式可再生发电单元与电网之间的接口，是新型电力系统的核心装备。随着新能源渗透率逐渐提高，同步发电机发电量的占比减小，可对电网提供电压和频率支撑的构网型逆变器正成为国内外学者的研究热点。目前，不少国家和地区已对构网型逆变器的规模化应用提出规划方案。
2、构网型逆变器通常采用类似于同步发电机的功率同步技术，并以输出电压为控制目标，可以在不依赖交流大电网的前提下，提供必要的电压和频率支撑。然而，由于高比例新能源发电的间歇性、随机性与波动性，电网阻抗可能呈现宽范围变化，这对构网型逆变器的安全、稳定和高质量运行带来挑战。澳大利亚escri-sa工程的实际运行表明，构网型逆变器可以在scr(短路容量比，short circuit ratio)<<1.5的极弱电网下稳定运行。然而，它的稳定裕度随着电网强度的增加而降低，甚至发生失稳振荡现象。南瑞继保公司工程师和奥尔堡大学的研究学者对该现象给出了直观的解释，即构网型逆变器可等价为一个电压源，它与电网所等效的电压源经过很小的联络阻抗直接并联，因此稳定性较差。
3、针对上述稳定性问题，现有研究从逆变器端口外特性的角度，通过加入阻抗适配器的方式重塑输出阻抗，该方法可以有效提升并网稳定性，但增加了系统的硬件成本。此外，也有研究学者提出通过
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，旨在解决构网型逆变器在电网阻抗宽范围波动情况下难以可靠、稳定运行的技术问题。
2、本专利技术一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，包括以下步骤：
3、步骤s1，检测电网电流ig_x，并进行坐标变换分别得到αβ坐标系和dq坐标系下的电网电流ig_m和ig_n；检测输出电压vo_x，并进行坐标变换得到αβ坐标系和dq坐标系下的输出电压vo_m和vo_n；其中，下标x表示a、b、c，m表示α、β，n表示d、q；
4、步骤s2，根据dq坐标系下的输出电压vo_n和电网电流ig_n，计算出构网型逆变器输出的有功功率p和无功功率q；
5、步骤s3，根据有功功率p、无功功率q以及有功功率参考值pref、无功功率参考值qref，得到输出电压的幅值v和相角θ；
6、步骤s4，根据输出电压幅值v和相角θ得到未插入虚拟阻抗前的输出电压参考值voref0_m，包括α方向的输出电压参考值voref0_α和β方向的输出电压参考值voref0_β；
7、步骤s5，根据电网电流ig_m、修正后的输出电压参考值voref_n、有功功率p和无功功率q、输出电压与电网电压之间的功角δ、额定电压幅值vn和修正后的输出电压参考值voref_n，列写出关于电网电阻rg和电网电抗xg的非线性方程组，通过遗传算法迭代求解非线性方程组，得出电网阻抗zg＝rg+jxg，非线性方程组的表达式如下：
8、
9、
10、
11、其中，xg和rg分别为电网阻抗的电抗分量和电阻分量；
12、步骤s6,设置目标电网阻抗zg_t＝rg_t+jxg_t，将目标电网阻抗zg_t＝rg_t+jxg_t减去电网阻抗zg＝rg+jxg得到虚拟阻抗zv＝rv+jxv；
13、步骤s7，将虚拟阻抗zv与并网电流的乘积叠加到并网电压初始参考值voref0_d与voref0_q中，得到修正后的输出电压参考值voref_n；
14、步骤s8，将修正后的输出电压参考值voref_n与输出电压vo_n的误差送入电压控制器gv，经电压调节输出pwm调制信号，通过正弦脉宽调制生成pwm控制信号。
15、进一步地，上述步骤s2中有功功率p和无功功率q的计算公式为：
16、p＝1.5(vo_dig_d+vo_qig_q)
17、q＝1.5(vo_qig_d-vo_dig_q)
18、其中，vo_d为d轴输出电压，vo_q为q轴输出电压，ig_d为d轴电网电流，ig_q为q轴电网电流。
19、进一步地，上述步骤s3包括，将有功功率p与有功功率参考值pref比较后乘以惯性环节mpωp/(s+ωp)产生角频率变化量δω，所述角频率变化量δω与角频率额定值ωn相加并乘以1/s得到输出电压的相角θ，其中，mp为有功下垂系数，ωp有功惯性环节的转折角频率；将无功功率q与无功功率参考值qref比较后乘以惯性环节nqωq/(s+ωq)产生电压变化量δv，所述电压变化量δv与额定电压幅值vn相加得到输出电压的幅值v，其中，nq为无功下垂系数，ωp无功惯性环节的转折角频率。
20、进一步地，上述步骤s4中，α方向的输出电压参考值voref0_α和β方向的输出电压参考值voref0_β的计算公式如下：
21、voref0_α＝vcosθ，
22、voref0_β＝vsinθ。
23、进一步地，在第一次运行到步骤s5时，修正后的输出电压参考值voref_n为未插入虚拟阻抗前的输出电压参考值voref0_m；在第一次之后运行到步骤s5时，修正后的输出电压参考值voref_n为上一次运行步骤s7中得到的修正后的输出电压参考值voref_n。
24、进一步地，上述步骤s6中，所述虚拟阻抗zv＝rv+jxv的计算公式为：
25、rv＝rg_t-rg，
26、xv＝xg_t-xg，
27、其中，xg_t和rg_t分别为目标电网阻抗zg_t中的电抗分量和电阻分量。
28、进一步地，根据如下公式得到修正后的输出电压参考值voref_n
29、voref_d＝voref0_d-rvig_d+xvig_q，
30、voref_q＝voref0_q-rvig_q-xvig_d，
31、其中，voref0_d为修正后的d轴输出电压参考值，voref0_q为修正后的q轴输出电压参考值，并网电压初始参考值voref0_d与voref0_q由未插入虚拟阻抗前的输出电压参考值voref0_m变换得到。
32、在一具体实施例中，上述遗传算法为基本遗传算法。
33、在一具体实施例中，上述电压控制器gv为pi调节器。
34、通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本专利技术所提供的上述控制方法通过自适应改变本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤S2中有功功率P和无功功率Q的计算公式为：
3.根据权利要求2所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括，将有功功率P与有功功率参考值Pref比较后乘以惯性环节mpωp/(s+ωp)产生角频率变化量Δω，所述角频率变化量Δω与角频率额定值ωn相加并乘以1/s得到输出电压的相角θ，其中，mp为有功下垂系数，ωp有功惯性环节的转折角频率；将无功功率Q与无功功率参考值Qref比较后乘以惯性环节nqωq/(s+ωq)产生电压变化量ΔV，所述电压变化量ΔV与额定电压幅值Vn相加得到输出电压的幅值V，其中，nq为无功下垂系数，ωp无功惯性环节的转折角频率。
4.根据权利要求3所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，α方向的输出电压参考值voref0_α和β方向的输出电压参考值voref0_β的计算公式如下
5.根据权利要求4所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，在第一次运行到步骤S5时，修正后的输出电压参考值voref_n为未插入虚拟阻抗前的输出电压参考值voref0_m；在第一次之后运行到步骤S5时，修正后的输出电压参考值voref_n为上一次运行步骤S7中得到的修正后的输出电压参考值voref_n。
6.根据权利要求5所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述虚拟阻抗Zv＝Rv+jXv的计算公式为：
7.根据权利要求6所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，根据如下公式得到修正后的输出电压参考值voref_n
8.根据权利要求1所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述遗传算法为基本遗传算法。
9.根据权利要求1所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述电压控制器Gv为PI调节器。
...【技术特征摘要】
1.一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤s2中有功功率p和无功功率q的计算公式为：
3.根据权利要求2所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤s3包括，将有功功率p与有功功率参考值pref比较后乘以惯性环节mpωp/(s+ωp)产生角频率变化量δω，所述角频率变化量δω与角频率额定值ωn相加并乘以1/s得到输出电压的相角θ，其中，mp为有功下垂系数，ωp有功惯性环节的转折角频率；将无功功率q与无功功率参考值qref比较后乘以惯性环节nqωq/(s+ωq)产生电压变化量δv，所述电压变化量δv与额定电压幅值vn相加得到输出电压的幅值v，其中，nq为无功下垂系数，ωp无功惯性环节的转折角频率。
4.根据权利要求3所述一种联络阻抗自适应调节的三相构网型逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤s4中，α方向的输出电压参考值voref0_α和β方向的输...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫玉莹，邹文，杜夏恒，张犁，钱强，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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