[发明专利]基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统稳定性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统稳定性分析方法，其属于逆变器并网技术领域，该方法利用Toeplitz变换将非线性三角函数变换成线性矩阵，使得在相域阻抗的推导过程中可以使用成熟的线性控制框图化简理论，大大简化了模型推导过程。本发明方法适用于三相并网逆变器的相域阻抗建模，即使在系统控制方法进行调整时，例如加入前馈补偿控制器时，仍能够快速计算出系统阻抗模型，从而对系统进行稳定性分析。

技术领域

本发明属于逆变器并网技术领域，具体涉及一种基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统稳定性分析方法。

背景技术

随着新能源在电网中的大规模接入，并网逆变器作为新能源与电网的能量传输接口被广泛使用，如新能源并网、高压直流输电系统、柔性交流输电系统等。并网逆变器等电力电子装置在电网中的大规模接入使得互联系统产生了新的稳定性问题，例如电力电子装置的控制系统与输电线路的串联补偿装置发生的次同步振荡问题。

基于阻抗模型的稳定性分析方法通过分别得到电力电子装置和电网的端口阻抗特性，再通过电力电子装置与电网的阻抗比判断该互联系统的稳定性，目前已在包括并网逆变器、双馈风力发电机、模块化多电平换流器等电力电子装置接入后系统稳定性分析中得到了大量的研究与应用，是一种简单有效的系统稳定性分析方法。

目前多数并网逆变器运行在电流控制模式，在电网网络中表现为带有并联内阻的电流源形式，阻抗模型即需建立此并联内阻模型。解析阻抗模型中的相域模型建立于静止坐标系，其阻抗模型在实际中最易测量，并且可以扩展到不平衡谐波电网；而建立相域阻抗模型需要使用谐波线性方法，此方法需要频域卷积运算，计算较为复杂。

因此，需要一种简化的相域阻抗模型推导方式，用于系统的稳定性分析。

发明内容

鉴于上述，本发明提出了一种基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统稳定性分析方法，能够大大简化模型的推导过程。

一种基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统稳定性分析方法，包括如下步骤：

(1)根据并网逆变器系统结构与控制框图，建立并网逆变器系统的小信号扰动框图模型；

(2)根据所述小信号扰动框图模型通过谐波传递矩阵算法得到基于谐波传递矩阵的小信号框图模型；

(3)根据基于谐波传递矩阵的小信号框图模型利用梅逊公式简化得到逆变器的导纳模型如下：

[i_a(-1)(s) i_a(0)(s) i_a(1)(s)]^T＝-Y_c[v_a(-1)(s) v_a(0)(s) v_a(1)(s)]^T