【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变器控制参数设计领域，更具体地，涉及构网型逆变器电压环控制参数设计方法、设备及介质。
技术介绍
1、近年来，为应对能源危机与大气污染等问题，我国以风电、光伏为代表的新能源发电占比逐步提高。而并网逆变器是实现新能源发电单元接入电网的重要接口装置，根据其控制方式的不同，可以分为跟网型(grid-following)逆变器和构网型(grid-forming)逆变器两种。与跟网型逆变器相比，构网型逆变器具有模拟传统同步发电机外特性的能力，能够为电网提供惯性支撑，因而构网型逆变器更适用于选用了高比例新能源发电单元的新型电力系统。
2、构网型逆变器常采用 lc滤波器来滤除高次谐波，而 lc滤波器存在谐振问题，即在其谐振频率处，存在谐振尖峰的同时伴随着相位跳变，容易导致并网逆变器失稳的问题，因此需要对该谐振尖峰进行阻尼。与无源阻尼相比，电感电流比例反馈有源阻尼因无能量损耗和灵活高效的特征而更受青睐。此外，由于数字控制延时的影响，构网型逆变器的输出阻抗在某些频段内呈现非无源性，因此具有失稳振荡风险。为解决此问题，有学者发现在单电压环控制下，去掉比例谐振(proportional-resonant, pr)电压控制器中的比例项，即采用谐振电压(resonant, r)控制器，可拓宽输出阻抗的无源性频段，改善逆变器控制系统的稳定性。
3、然而，现有研究并没有对上述电压控制器参数和电感电流反馈系数的优化选取提出普适性方法。在实际工程应
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出一种构网型逆变器电压环控制参数设计方法、设备及介质，旨在减少构网型逆变器参数设计中的试凑过程，同时有利于分析系统性能与优化闭环控制参数，从而使得系统在有效阻尼 lc滤波器谐振峰的同时具有理想的稳态和动态性能。
2、本专利技术提出了构网型逆变器电压环控制参数设计方法，包括以下步骤：
3、步骤s101，建立基于电感电流比例反馈有源阻尼和电压谐振调节器的构网型逆变器数学模型；
4、步骤s102，判断谐振频率 fr与1/6倍的采样频率 fs的大小关系；
5、步骤s103，分别针对 fr＜ fs/6和 fr≥ fs/6两种情况，确定系统开环右半平面极点数p与电感电流反馈系数 hi的对应关系；
6、步骤s104，基于系统开环右半平面极点数p，结合奈奎斯特稳定判据，推导出幅值裕度gm和相角裕度pm对构网型逆变器电压环控制参数的约束表达式；
7、步骤s105，根据系统稳态误差要求，推导出系统的基波增益幅值 tfo对构网型逆变器电压环控制参数的约束表达式；
8、步骤s106，根据上述构网型逆变器电压环控制参数的约束表达式，并设置期望的幅值裕度gm、相角裕度pm和基波增益幅值 tfo，绘制出系统开环截止频率 fc和电感电流反馈系数 hi的可选区域；
9、步骤s107，从可选区域内选取合适的系统开环截止频率 fc和电感电流反馈系数 hi，并计算得到控制器谐振系数 krv；
10、步骤s108，根据步骤s107中选取的系统开环截止频率 fc和电感电流反馈系数 hi，绘制系统增益波特图，检验环路增益是否满足设计要求。
11、进一步地，上述步骤s101中所采用的电压谐振调节器为r控制器。
12、进一步地，上述步骤s103中，
13、当 fr＜ fs/6时，若电感电流反馈系数 hi满足：
14、
15、其中， lf为滤波器电感值， fs为采样频率， fr为谐振频率，则系统开环右半平面极点数p为0；
16、若电感电流反馈系数 hi满足：
17、
18、则系统开环右半平面极点数p为2；
19、当 fr≥ fs/6时，对任意的电感电流反馈系数 hi>0，系统开环右半平面极点数p为2。
20、进一步地，上述步骤s104中，
21、当 fr＜ fs/6，且系统开环右半平面极点数p=0时，要求开环环路增益在 fr处的幅值裕度gm1＞0db；
22、当 fr＜ fs/6，且系统开环右半平面极点数p=2时，要求开环环路增益在 fr处的幅值裕度gm1＞0db，开环环路增益在 fs/6处的幅值裕度gm2＜0db；
23、当 fr≥ fs/6时，系统开环右半平面极点数p=2，要求开环环路增益在 fr处的幅值裕度gm1＜0db，开环环路增益在 fs/6处的幅值裕度gm2＞0db。
24、幅值裕度gm1、gm2对电感电流反馈系数 hi_gm1、 hi_gm2的约束表达式为：
25、
26、其中，gm1为开环环路增益在 fr处的幅值裕度，gm2为开本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述电压谐振调节器为R控制器。
3.根据权利要求1所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤S103中，
4.根据权利要求3所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤S104中，
5.根据权利要求4所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤S105中，基波增益幅值Tfo对系统开环截止频率fc_Tfo的约束表达式为：
6.根据权利要求5所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤S106中，系统开环截止频率fc和电感电流反馈系数Hi的可选区域为由Hi_GM1、Hi_GM2、Hi_PM和fc_Tfo这几条约束曲线所包围的区域。
7.根据权利要求6所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤S107中，选取的系统开环截止频率fc低于1/10的等效开关频率fsw；控制器谐振系数Krv的
8.根据权利要求1所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤S108中，当环路增益满足设计要求时，输出开环截止频率fc、电感电流反馈系数Hi和控制器谐振系数Krv的参数选取结果；当环路增益不满足设计要求时，返回步骤S107重新选取开环截止频率fc、电感电流反馈系数Hi。
9.一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法。
...【技术特征摘要】
1.构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述电压谐振调节器为r控制器。
3.根据权利要求1所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤s103中，
4.根据权利要求3所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤s104中，
5.根据权利要求4所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤s105中，基波增益幅值tfo对系统开环截止频率fc_tfo的约束表达式为：
6.根据权利要求5所述的构网型逆变器电压环控制参数设计方法，其特征在于，所述步骤s106中，系统开环截止频率fc和电感电流反馈系数hi的可选区域为由hi_gm1、hi_gm2、hi_pm和fc_tfo这几条约束曲线所包围的区域。
7.根据权利要求6所述的构...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫玉莹，杜夏恒，邹文，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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