本發(fā)明涉及并網(wǎng)逆變器，尤其涉及一種奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法。

背景技術(shù)：

1、隨著傳統(tǒng)化石能源的日益短缺，新能源發(fā)電技術(shù)，特別是風(fēng)能和光伏發(fā)電，得到了迅速的發(fā)展。并網(wǎng)逆變器作為新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)與大電網(wǎng)之間的關(guān)鍵接口設(shè)備，其性能優(yōu)劣對并網(wǎng)電能質(zhì)量具有較大影響。

2、近年來，隨著電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和分布式電源的大規(guī)模接入，電網(wǎng)的滲透率不斷提高。這種高滲透率導(dǎo)致電網(wǎng)阻抗在寬范圍內(nèi)變化，使得電網(wǎng)呈現(xiàn)出弱電網(wǎng)甚至極弱電網(wǎng)的特性。同時，電網(wǎng)電壓中包含了大量的背景諧波，這些諧波不僅降低了電能質(zhì)量，還可能對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行構(gòu)成威脅。

3、為了減弱電網(wǎng)電壓背景諧波對并網(wǎng)逆變器輸出電流的影響，業(yè)界廣泛采用了電網(wǎng)電壓前饋控制技術(shù)。在并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中，通常使用公共耦合點(point?of?commoncoupling，pcc)電壓作為電網(wǎng)電壓的替代。由于lcl濾波器的電感值與并網(wǎng)逆變器的額定容量成反比關(guān)系，因此濾波電容電壓可以近似等于pcc電壓。在實際工程應(yīng)用中，并網(wǎng)逆變器通常需要通過升壓變壓器接入電網(wǎng)，此時升壓變壓器的漏感可以作為網(wǎng)側(cè)電感使用，而pcc電壓則等于濾波電容電壓。

4、基于上述原理，現(xiàn)有學(xué)者提出了電容電壓全前饋控制策略。該策略通過用電容電壓代替pcc點電壓進(jìn)行前饋控制，有效消除了電網(wǎng)電壓對并網(wǎng)電流的影響。同時，電容電壓全前饋控制策略還能為并網(wǎng)逆變器提供有源阻尼，抑制諧波諧振的發(fā)生，從而提高了lcl并網(wǎng)逆變器的運行穩(wěn)定性。

5、然而，數(shù)字控制技術(shù)中存在的數(shù)字控制延時問題對并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的穩(wěn)定性構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)?？刂蒲訒r使得有源阻尼不再等效為濾波電容上并聯(lián)的一個恒定電阻，而是變成了一個隨頻率變化的虛擬阻抗。這種變化可能導(dǎo)致系統(tǒng)在某些頻率下失去穩(wěn)定性。因此，針對電容電壓全前饋控制中的延時問題，亟需開發(fā)一種能夠擴(kuò)大正阻尼頻率范圍的校正方法，以提高并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種碳纖維預(yù)浸料帶鋪放裝置，可有效解決背景技術(shù)中的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，包括以下步驟：

4、確定lcl濾波器中電容電壓反饋各支路的參數(shù)，建立虛擬阻抗的等效公式，并繪制虛擬阻抗-頻率曲線；

5、基于比例項、一次微分項和二次微分項的并聯(lián)效應(yīng)建立并聯(lián)后的虛擬阻抗等效公式，繪制并聯(lián)后的阻抗-頻率曲線；

6、通過調(diào)整一次微分反饋中的參數(shù)，拓寬正阻尼頻率范圍；

7、基于一次微分項參數(shù)取值范圍，確定繪圖數(shù)值并繪制一次微分阻抗-頻率曲線；

8、基于比例項、一次微分項和二次微分項的阻抗等效公式，計算總并聯(lián)阻抗公式；

9、根據(jù)所述總并聯(lián)阻抗公式繪制總阻抗-頻率曲線，驗證系統(tǒng)在奈奎斯特頻率范圍內(nèi)是否保持正阻特性。

10、進(jìn)一步的，建立虛擬阻抗的等效公式，包括：

11、比例項反饋的阻抗等效公式，具體表示為：

12、

13、其中，l1表示逆變器機(jī)測電感值，單位為mh；gd(s)表示1.5拍的延遲環(huán)節(jié)，即e-1.5sts；s表示拉普拉斯算子，ts表示采樣周期；

14、二次微分反饋的阻抗等效公式，具體表示為：

15、

16、其中，c表示逆變器電容值。

17、進(jìn)一步的，建立并聯(lián)后的虛擬阻抗等效公式，包括：

18、

19、其中，req(f)表示在頻率f下的等效阻抗；fr1表示機(jī)測電感值l1和電容c的諧振頻率。

20、進(jìn)一步的，通過并聯(lián)的虛擬阻抗隨頻率變化的曲線和公式，計算一次微分反饋中參數(shù)范圍，并拓寬正阻尼頻率范圍，具體的：

21、一次微分項的等效阻抗公式，具體表示為：

22、

23、一次微分項的等效電阻公式，具體表示為：

24、

25、其中，q為一次微分項參數(shù)，tsam表示開關(guān)周期。

26、進(jìn)一步的，結(jié)合比例項、一次微分項和二次微分項公式，計算總并聯(lián)阻抗公式，包括：

27、總并聯(lián)電阻公式，具體表示為：

28、

29、進(jìn)一步的，在阻抗-頻率曲線中，比例項反饋的電阻等效公式，具體表示為：

30、

31、二次微分項反饋的電阻等效公式，具體表示為：

32、

33、進(jìn)一步的，檢查總阻抗-頻率曲線在奈奎斯特頻率范圍內(nèi)是否為正阻，確定校正方法是否有效。

34、一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)了上述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法的步驟。

35、一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并在處理器上運行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)了上述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法的步驟。

36、本發(fā)明的有益效果為：

37、本發(fā)明方案通過精確確定lcl濾波器中電容電壓反饋各支路的參數(shù)，并建立虛擬阻抗的等效公式，對逆變器的輸出阻抗進(jìn)行矯正；具體通過調(diào)整一次微分反饋中的參數(shù)，成功地拓寬了正阻尼頻率范圍，有助于系統(tǒng)在更廣泛的頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的阻尼特性，減少諧振和振蕩的風(fēng)險。

38、通過并聯(lián)比例項、一次微分項和二次微分項的虛擬阻抗，并計算總并聯(lián)阻抗公式，優(yōu)化逆變器的阻抗特性，通過繪制多種阻抗-頻率曲線，包括虛擬阻抗-頻率曲線、并聯(lián)后的阻抗-頻率曲線以及一次微分阻抗-頻率曲線，為系統(tǒng)設(shè)計者和工程師提供了直觀的阻抗特性分析工具；最后通過繪制總阻抗-頻率曲線，并驗證系統(tǒng)在奈奎斯特頻率范圍內(nèi)是否保持正阻特性，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，其特征在于，建立虛擬阻抗的等效公式，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，其特征在于，建立并聯(lián)后的虛擬阻抗等效公式，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，其特征在于，通過并聯(lián)的虛擬阻抗隨頻率變化的曲線和公式，計算一次微分反饋中參數(shù)范圍，并拓寬正阻尼頻率范圍，具體的：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，其特征在于，結(jié)合比例項、一次微分項和二次微分項公式，計算總并聯(lián)阻抗公式，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，其特征在于，在阻抗-頻率曲線中，比例項反饋的電阻等效公式，具體表示為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，其特征在于，檢查總阻抗-頻率曲線在奈奎斯特頻率范圍內(nèi)是否為正阻，確定校正方法是否有效。

8.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)了如權(quán)利要求1-7任一項所述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法的步驟。

9.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并在處理器上運行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)了如權(quán)利要求1-7任一項所述的奈奎斯特頻率內(nèi)lcl型逆變器正虛擬阻抗矯正方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及并網(wǎng)逆變器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種奈奎斯特頻率內(nèi)LCL型逆變器正虛擬阻抗矯正方法，通過精確確定LCL濾波器中電容電壓反饋各支路的參數(shù)，并建立虛擬阻抗的等效公式，通過調(diào)整一次微分反饋中的參數(shù)，成功地拓寬了正阻尼頻率范圍，通過并聯(lián)比例項、一次微分項和二次微分項的虛擬阻抗，并計算總并聯(lián)阻抗公式，優(yōu)化逆變器的阻抗特性，通過繪制多種阻抗?頻率曲線，包括虛擬阻抗?頻率曲線、并聯(lián)后的阻抗?頻率曲線以及一次微分阻抗?頻率曲線，為系統(tǒng)設(shè)計者和工程師提供了直觀的阻抗特性分析工具；最后通過繪制總阻抗?頻率曲線，并驗證系統(tǒng)在奈奎斯特頻率范圍內(nèi)是否保持正阻特性，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：胡英杰,汪成根,李群,李強(qiáng),張寧宇,鄒小明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15