[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

摘要

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。

主权项

1.一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其中：Y_c为谐波传递矩阵形式的并网逆变器导纳矩阵，v_a(0)(s)为系统公共耦合点处A相电压在中心频带[25Hz‑f_p，f_p‑25Hz]的频率分量，v_a(‑1)(s)为系统公共耦合点处A相电压在负频带[‑25Hz‑f_p，25Hz‑f_p]的频率分量，v_a(1)(s)为系统公共耦合点处A相电压在正频带[f_p‑25Hz，f_p+25Hz]的频率分量，i_a(0)(s)为系统公共耦合点处A相电流在中心频带[25Hz‑f_p，f_p‑25Hz]的频率分量，i_a(‑1)(s)为系统公共耦合点处A相电流在负频带[‑25Hz‑f_p，25Hz‑f_p]的频率分量，i_a(1)(s)为系统公共耦合点处A相电流在正频带[f_p‑25Hz，f_p+25Hz]的频率分量，f_p为系统公共耦合点处A相正弦扰动电压或正弦扰动电流的频率，s为拉普拉斯算子，T表示转置；(4)建立基于谐波传递矩阵的电网阻抗模型如下：其中：Z_g为电网阻抗矩阵，Z_g(0,0)为电网在复频域下未经频移操作的原始阻抗，Z_g(‑1,‑1)为电网在复频域下的负序阻抗，Z_g(1,1)为电网在复频域下的正序阻抗；(5)根据所述电网阻抗矩阵Z_g和并网逆变器导纳矩阵Y_c，基于广义奈奎斯特稳定性判据，判断并网逆变器系统的稳定性。