[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

说明书

本发明提供了一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，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，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，进一步的，能降低虚拟导纳在控制环路中实现的阶数，提高了实用性。

技术领域

本发明涉及电力系统中新能源并网、电力电子技术领域，具体地，涉及一种用于提高弱电网下并网逆变器稳定性的自适应虚拟d-q导纳方法。

背景技术

几乎所有的分布式电源都是通过并网逆变器实现交流配电网的接入，此时并网逆变器与配电网之间形成一个动态的互联系统，在互联系统的公共连接处可能会存在两者阻抗的交互，产生谐振问题。

目前针对分布式发电系统中电力电子装置与电网之间交互影响的研究，大多采用阻抗建模的分析方法。基于阻抗稳定性分析方法的本质是将系统分成电源和负载两个子系统，分别建立两个子系统的阻抗模型，通过子系统之间的阻抗比分析并网系统的稳定性。在直流系统中，可直接基于稳态工作点进行子系统的小信号阻抗建模与分析；而在三相对称的交流系统中，由于交流信号的时变性，系统的稳态工作点难以确定，因此需要在d-q同步旋转坐标系下确定系统的稳态工作点，建立相应的子系统d-q阻抗模型，进行d-q阻抗稳定性分析。

经检索，“Analysis of D-Q Small-Signal Impedance of Grid-TiedInverters”，IEEE Transactions on Power Electronics，第31卷，第1期，2016。提出了三相并网逆变器的d-q阻抗模型，并利用d-q阻抗比矩阵进行了并网系统的稳定性分析，但并未研究如何利用相应的d-q阻抗模型设计虚拟导纳，以改进弱电网下的系统稳定性。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，以提高逆变器在弱电网下的系统稳定性。该发明适用于新能源经逆变器接入较弱的配电网场合(如偏远地区的乡村电网等)，在弱电网阻抗出现一定范围下的波动时，维持并网系统的稳定性，提高系统的稳定裕度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高弱电网下并网逆变器稳定性的虚拟导纳方法，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；