[发明专利]一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法

权利要求书

1.一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，其特征在于：包括：

S1：根据并网逆变器的d-q导纳模型，确定逆变器与弱电网之间的交互关系，即：

当弱电网阻抗不大于第一电网阻抗值Z_g0时，并网系统能维持稳定；

当弱电网阻抗变化为第二电网阻抗值Z_g时，并网系统则走向不稳定，其中Z_g＝Z_g0+Z'_g，Z'_g为弱电网阻抗的变化值，该变化值大于0；

S2：在线测量弱电网阻抗的变化值Z'_g，在并网逆变器的控制环路中接入虚拟导纳Y_p，虚拟导纳Y_p对电网阻抗变化进行自适应调整，使得并网系统阻抗比(Z_g0+Z'_g)·(Y_{out_cl}+Y_p)的奈奎斯特曲线与Z_g0·Y_{out_cl}相同，其中Y_{out_cl}为逆变器输出导纳，并网系统的稳定性即能得到维持，实现弱电网下并网逆变器稳定性的提高。

2.根据权利要求1所述的一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，其特征在于：S1中，利用阻抗法分析逆变器与弱电网之间的交互关系。

3.根据权利要求1所述的一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，其特征在于：所述虚拟导纳Y_p，具体量值由下式决定：

Z_g(Y_{out_cl}+Y_p)＝Z_g0Y_{out_cl}。

4.根据权利要求3所述的一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，其特征在于：所述虚拟导纳Y_p是一个补偿矩阵，其具体量值为：

Y_p＝-Y_g(Z_g-Z_g0)Y_{out_cl}；

由该公式可知，Y_g是第二电网阻抗值Z_g的倒数，只要确定了稳定运行情况下的电网阻抗Z_g0与实际电网阻抗即第二电网阻抗值Z_g，通过该方法得到一个虚拟导纳Y_p，该虚拟导纳Y_p与输出导纳Y_{out_cl}并联，将其加入到并网逆变器的控制环路中，并使逆变器在弱电网的系统中就能稳定运行。

5.根据权利要求4所述的一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，其特征在于：所述并网逆变器的控制环路中，通过采样PCC点电压，给定相关系数反馈到占空比信号中，从而达到并联虚拟阻抗的效果。

6.根据权利要求5所述的一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，其特征在于：为了实现并联虚拟导纳补偿，得到电压补偿系数矩阵为：

其中：G_di为逆变器的d-q阻抗模型占空比与d-q电流之间的传递函数矩阵，G_del为逆变器的d-q阻抗模型PWM信号延时矩阵，G_dec为逆变器的d-q阻抗模型d-q电流解耦矩阵，G_pi为逆变器的d-q阻抗模型电流的PI控制矩阵，I为逆变器并网侧d-q电流矩阵，为逆变器并网侧PCC点电压和锁相环PLL输出之间的传递函数矩阵。

7.根据权利要求5所述的一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，其特征在于：为了实现并联虚拟导纳补偿，得到电压补偿系数矩阵为：

其中：Z′_{out_cl}为简化后的逆变器d-q阻抗模型，G_pi为逆变器的d-q阻抗模型电流的PI控制矩阵，为逆变器并网侧PCC点电压和锁相环PLL输出之间的传递函数矩阵。