[发明专利]光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法

说明书

一种光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法，包括：将多台并网逆变器并联接入交直流混合微电网中，对于采用逆变器侧电流控制结构的逆变器，引入电容电压反馈，通过改变基波电流指令信号，模拟无源阻尼的效果，抑制LCL滤波电路的谐振峰，确保逆变器的稳定性；应用H‑infinity模型匹配技术设计电流内环控制器，用于追踪各次有源阻尼环附加谐波指令电流；选择PR控制器作为外环基波电流控制器，在PR控制器反馈回路加上有源阻尼环附加谐波指令电流实现逆变器侧电流中的基波分量与谐波分量的解耦控制。本发明的方法有效地解决光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制问题。

技术领域

本发明涉及一种谐振抑制方法。特别是涉及一种光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法。

背景技术

谐振现象是一种广泛存在于自然界的物理现象，当激励源与系统的固有频率‘合拍’时，就会激发系统出现谐振现象，在频率特性曲线中表现为某一频率对应增益变大。

近年来，随着新能源发电在全世界范围内的广泛应用，并网逆变器的控制技术成为了一个重要的研究方向。通常，并网逆变器采用高频脉宽调制技术，在工程实际中由大量电力电子器件组成的电气网络非常容易满足谐振条件，从而导致进入电网的电流中存在大量开关频率附近的高次谐波，一般需要滤波器进行滤除。LCL滤波器相比于L型滤波器具有更理想的高次谐波滤除效果，并且可以减小电感L体积，从而常作为于大功率、低开关频率的并网设备。使用LCL滤波器的优势在于使逆变器工作在比较低的开关频率下而获得质量相对高的并网电流，但LCL自身就是一个谐振电路，而且使系统的阶数增加，其谐振将会对系统稳定性及并网电流波形产生较大的不利影响。为了应对系统中存在的对系统稳定性产生不良影响的欠阻尼甚至无阻尼特性，产生了两种抑制谐振峰值的技术方法，即无源阻尼法和有源阻尼法。无源阻尼法为了改善系统阻尼特性，在滤波器中并联或串联电阻，该方法的优势为操作简单，可靠性比较高，但由于其存在较大的额外损耗，其应用收到制约；有源阻尼法为了在获得与无源阻尼法相同抑制效果的同时不会带来额外损耗，其增加了额外的反馈控制。但是传统的有源阻尼方法也存在一定的缺陷，一是LCL滤波器参数变化后，有源阻尼法缺乏对参数摄动后系统的适应能力；二是传统有源阻尼法可能会对基波控制回路的控制效果产生不良影响。尤其是在接入交直流混合微电网等弱电网条件下，多机并联逆变器系统比单机系统将呈现更为复杂的谐振特性，此时并联逆变器间、并联逆变器集群系统与电网的交互而产生的谐振问题亟待解决。

infinity优化控制理论是对被研究控制系统的某些闭环性能指标的H-infinity范数进行优化而得到最优(次优)控制器的一种控制理论。该理论只需求解两个Riccati方程便可求得H-infinity优化控制器的解，其阶数等于广义被控对象的阶数。有关H-infinity控制理论的应用已经取得一些成果，其在现代电力系统中的应用也愈加广泛。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种实现光伏逆变器模拟有源电力滤波器工作的光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法，包括如下步骤：

1)将多台并网逆变器并联接入交直流混合微电网中，对于采用逆变器侧电流I_L1控制结构的逆变器，引入电容电压U_c反馈，通过改变基波电流指令信号I_ref(s)，相当在滤波电容两端虚拟出一个并联的虚拟电阻R_D，模拟无源阻尼的效果，抑制LCL滤波电路的谐振峰，确保逆变器的稳定性；

2)应用H-infinity模型匹配技术设计电流内环控制器G_c(s)，用于追踪各次有源阻尼环附加谐波指令电流I_AD(s)，I_AD(s)＝U_{c_h}(s)/R_D；