【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及并網逆變器控制，尤其是指基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法。
技術介紹
1、隨著光伏、風電等新能源裝機容量的快速增長，新能源發電滲透率逐年增加，而并網逆變器作為可再生能源發電裝置與電網之間的重要接口，在分布式發電系統中發揮著重要作用。在并網逆變器的應用過程中，為保證電網電流與電網電壓同步，通常采用鎖相環(phase-locked?loop,pll)來協助獲取電網電壓的相位。
2、然而在弱電網的條件下，當采用傳統pll進行同步時，并網逆變器會出現諧波失穩的現象，而pll引起的負阻抗效應，正是并網逆變器在弱電網條件下失穩的主要原因。參數的優化設計是提高并網逆變器對弱電網適應能力的一般方法，該方法的關鍵是能夠通過參數的優化設計來降低鎖相環路的帶寬，帶寬越低，輸出阻抗的負阻抗區域越小，從而達到避免出現弱電網情況下的諧波失穩現象的目的。但是這種將并網逆變器的運行穩定性與鎖相環帶寬控制操作所綁定的方式，并無法適應電網阻抗的寬范圍變化，當帶寬較大或在極弱電網下，依然具有失穩風險。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服現有技術中在通過參數的優化設計來避免并網逆變器的諧波失穩現象時，需要將并網逆變器的運行穩定性與鎖相環帶寬控制操作所綁定，也就無法適應電網阻抗的寬范圍變化，當帶寬較大或在極弱電網下，依然具有失穩風險的缺點，提供一種基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，能夠基于鎖相環帶寬和輸出導納之間的關聯關系，通過優化運行控制結構的方式，實現并網逆變
2、本專利技術的目的是通過下述技術方案予以實現：
3、基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，包括，
4、獲取并網逆變器的控制結構和拓撲信息，建立鎖相環影響下，并網逆變器的輸出導納模型；
5、基于輸出導納模型，根據導納穩定性判據進行鎖相環帶寬和輸出導納之間的關聯關系分析；
6、根據鎖相環帶寬與輸出導納之間的關聯關系分析結果，以并網逆變器的輸出導納和鎖相環帶寬的解耦為目標，設置運行控制結構優化策略；
7、基于優化后的運行控制結構進行并網逆變器控制。
8、進一步的，所述建立鎖相環影響下，并網逆變器的輸出導納模型，包括，
9、根據當前并網逆變器的控制結構和拓撲信息，確定并網逆變器的控制流程，計算并網逆變器在控制流程中每個控制環節的控制參數；
10、基于控制流程中每個控制環節的控制參數計算并網逆變器的輸出電流；
11、確定在當前并網逆變器中加入鎖相環時鎖相環所屬的控制環節，計算鎖相環與對應控制環節的控制參數的傳遞函數關系；
12、根據鎖相環與對應控制環節的控制參數的傳遞函數關系，確定在鎖相環影響下的并網逆變器的輸出電流；
13、基于鎖相環影響下的并網逆變器的輸出電流，建立并網逆變器的輸出導納模型。
14、進一步的，所述建立鎖相環影響下，并網逆變器的輸出導納模型，還包括，所述并網逆變器的輸出導納模型的表達式為：
15、
16、其中，y0(s)為輸出導納，ypll(s)為鎖相環對應的輸出導納，yin(s)為輸入導納，t1(s)為公式簡化參數，且t1(s)＝kpwmgi(s)gd(s)g1(s)g2(s)，kpwm為脈寬調制增益，gi(s)為電流環pr調節器，gd(s)為延時，im為鎖相環影響下的電流參考值，gpll(s)為并網點電壓和并網電流給定值之間的傳遞函數，g1(s)為阻尼校正前當前并網逆變器中濾波器的傳遞函數，g2(s)為阻尼校正后當前并網逆變器中濾波器的傳遞函數，s為復頻域變量。
17、進一步的，所述基于輸出導納模型，根據導納穩定性判據進行鎖相環帶寬和輸出導納之間的關聯關系分析，包括，
18、根據導納穩定性判據設置系統穩定性判定參數和系統穩定性判定閾值；
19、設置若干個鎖相環帶寬條件，基于輸出導納模型，計算在每個鎖相環帶寬條件下的輸出導納；
20、基于輸出導納的計算結果計算系統穩定性判定參數；
21、將系統穩定性判定參數與系統穩定性判定閾值進行比較，根據比較結果確定鎖相環帶寬和輸出導納之間的關聯關系。
22、進一步的，所述系統穩定性判定參數為相位裕度。
23、進一步的，所述根據鎖相環帶寬與輸出導納之間的關聯關系分析結果，以并網逆變器的輸出導納和鎖相環帶寬的解耦為目標，設置運行控制結構優化策略，包括，根據鎖相環帶寬與輸出導納之間的關聯關系分析結果以及輸出導納模型定位調節參數，根據調節參數確定對應的調節環節，以并網逆變器的輸出導納和鎖相環帶寬的解耦為目標，根據調節環節設置運行控制結構優化策略。
24、進一步的，所述運行控制結構優化策略包括，在鎖相環所屬控制環節前增加解耦控制環節，并在鎖相環所屬控制環節和解耦控制環節中間設置帶通濾波器。
25、進一步的，所述解耦控制環節的傳遞函數為：
26、
27、其中，gdd(s)為解耦控制環節的傳遞函數值，vm為并網點電壓幅值，kp_pll和ki_pll分別為鎖相環的比例增益和積分增益，ω0為諧振頻率，j為虛數單位，s為復頻域變量。
28、進一步的，所述帶通濾波器的傳遞函數為：
29、
30、其中，uα2和uβ2分別為αβ域下帶通濾波器在α軸和β軸上的輸入電壓分量，uα1和uβ1分別為αβ域下帶通濾波器在α軸和β軸上的輸出電壓分量，k為阻尼因子，ω0為諧振頻率，s為復頻域變量。
31、進一步的，所述調節參數為在鎖相環影響下，并網點電壓和并網電流的傳遞函數中的比例積分參數項。
32、本專利技術的有益效果是：
33、能夠基于鎖相環帶寬和輸出導納之間的關聯關系，通過優化運行控制結構的方式，實現并網逆變器的輸出導納和鎖相環帶寬之間的解耦，并網逆變器的控制結構不再受鎖相環帶寬的影響，即便在帶寬較大或在極弱電網下，也能夠保持穩定運行。
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1.基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，包括，
2.根據權利要求1所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述建立鎖相環影響下，并網逆變器的輸出導納模型，包括，
3.根據權利要求2所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述建立鎖相環影響下，并網逆變器的輸出導納模型，還包括，所述并網逆變器的輸出導納模型的表達式為：
4.根據權利要求1所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述基于輸出導納模型，根據導納穩定性判據進行鎖相環帶寬和輸出導納之間的關聯關系分析，包括，
5.根據權利要求4所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述系統穩定性判定參數為相位裕度。
6.根據權利要求1所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述根據鎖相環帶寬與輸出導納之間的關聯關系分析結果，以并網逆變器的輸出導納和鎖相環帶寬的解耦為目標，設置運行控制結構優化策略，包括，根據鎖相環帶寬與輸出導納之間
7.根據權利要求6所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述運行控制結構優化策略包括，在鎖相環所屬控制環節前增加解耦控制環節，并在鎖相環所屬控制環節和解耦控制環節中間設置帶通濾波器。
8.根據權利要求7所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述解耦控制環節的傳遞函數為：
9.根據權利要求7所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述帶通濾波器的傳遞函數為：
10.根據權利要求6所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述調節參數為在鎖相環影響下，并網點電壓和并網電流的傳遞函數中的比例積分參數項。
...【技術特征摘要】
1.基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，包括，
2.根據權利要求1所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述建立鎖相環影響下，并網逆變器的輸出導納模型，包括，
3.根據權利要求2所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述建立鎖相環影響下，并網逆變器的輸出導納模型，還包括，所述并網逆變器的輸出導納模型的表達式為：
4.根據權利要求1所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述基于輸出導納模型，根據導納穩定性判據進行鎖相環帶寬和輸出導納之間的關聯關系分析，包括，
5.根據權利要求4所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述系統穩定性判定參數為相位裕度。
6.根據權利要求1所述的基于鎖相環帶寬解耦的并網逆變器運行控制優化方法，其特征在于，所述根據鎖相環帶寬與輸出導納之間的關聯關系分析結果，以并網逆變器的輸出導納和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：項中明，尹聰聰，王大治，丁銀偉，劉博，宋超，張杰，鮑旭峰，張涌峰，
申請(專利權)人：國網浙江省電力有限公司余姚市供電公司，
類型：發明
國別省市：
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