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会员 弱电网下单相并网变流器频率解耦控制策略
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  • 2023/01/01
  • 作者:
    许跃成  , 屈克庆  , 赵晋斌  
  • 页数:
    6
  • 页码:
    550 - 555
  • 资源:
  • 文件大小:
    1.97M
摘要
在“双碳”政策的推动下,越来越多的可再生能源发电设备投入使用。在屋顶光伏板等小规模发电场合,单相并网逆变器凭借其高转换效率广泛应用于并网系统。但是电网中新能源发电的高渗透率使其呈现出弱电网的特点,为并网系统的稳定运行带来巨大挑战。其中系统的谐波振荡表现出频率耦合的特点,即单输入多输出特性,若在频率fp处注入扰动,系统将同时激发fp和fp±nf1处的响应,并网电流将出现新的谐波分量。目前针对于弱电网条件下单相并网逆变器的稳定性研究可以按照是否考虑频率耦合进行分类。当不考虑频率耦合时,阻抗模型可以简化为单输入单输出(SISO)系统,文献[6]通过对传统锁相环进行小信号建模,获得基于延时锁相环的阻抗模型。忽略系统的频率耦合效应能降低系统分析的复杂度,但同时也牺牲模型精度,使稳定性分析的可靠性不足。对于单相系统的多频耦合模型,有研究提出基于频率耦合的阻抗模型,文献[7]建立计及频率耦合的高阶导纳模型,并用广义奈奎斯特判据(GNC)判断稳定性,但模型的阶数越高,分析和计算的复杂度也随之增加。文献[8]提出单相系统中的频率耦合可以截断为三阶,即考虑s±j2kω次的频率耦合可以确保模型精度。基于多输入多输出(MIMO)模型,文献[9]进一步推导SISO模型,但是模型依然需要进行截断,且与电网阻抗耦合,不利于控制系统的分析。因此,频率耦合的抑制与消除对阻抗模型的建立与分析十分关键。传统锁相环使用q轴电压信息跟踪相位,导致控制系统dq轴不对称,文献[10]提出了对锁相进行补偿控制的耦合抑制策略,但不能完全消除频率耦合分量。对于频率耦合的抑制,除了进行补偿控制,直接实现控制结构上的重塑是更根本的解决路径。
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