弱电网条件下考虑频率耦合的三相并网逆变器简化阻抗建模及宽频带振荡分析
2021-12-21王海宁陈燕东廖书寒伍文华徐元璨
电源学报 2021年6期
王海宁,陈燕东,廖书寒,伍文华,徐元璨,张 松
(湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心,长沙 410082)
随着风能、太阳能等分布式电源DG(distributed generation)的快速发展,并网逆变器作为分布式电源和公用电网间的关键接口,将直流电能转换为高质量、高可靠的交流,在新能源发电系统中必不可少,但它仍然存在急需解决的问题:因控制系统设置不合理、电网强度变化等原因会引起并网逆变器输出阻抗与电网侧输出阻抗交互,易产生阻抗不匹配,导致输电系统发生振荡失稳,发生10~2 000 Hz 的宽频带振荡[1-3]。
学者们针对分布式供电系统中功率振荡问题提出了多种方法,并分析了系统失稳的原因。其中状态空间法和基于阻抗稳定性分析法是现阶段分析并网系统稳定性较重要的两种方法[4]。由于基于阻抗的稳定性分析法只用于建立各子系统阻抗模型,分析过程简单方便[5]。根据所建阻抗坐标系选择方法,现阶段阻抗分析方法主要有3 种:直流阻抗建模、交流阻抗建模和直流/交流混合阻抗建模,其中基于交流阻抗建模方法主要有:静止坐标系下序阻抗建模[6]、同步旋转坐标系下dq 阻抗建模[7-10]、极坐标系下广义阻抗建模[11]。序阻抗建模主要用谐波线性化方法建立阻抗模型[12],并结合阻抗稳定性判据方法,研究系统稳定性。文献[13]指出在考虑频率耦合情况下,序阻抗建模和dq 阻抗建模等效,因此本文采用序阻抗建模的方法分析并网逆变器的稳定性问题。
文献[1]建立了直驱风电机组/双馈风电机组阻抗与控制器参数间的数学模型,但是在中低频情况下,没有考率频率耦合对所建阻抗模型的影响;……
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