杜 燕,言明明,杨向真,张梦梦,孙青青,苏建徽

(合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009;教育部光伏系统工程研究中心,安徽合肥 230009)

1 引言

随着分布式电源的广泛应用,大量变压器以及较长传输线路接入公共电网,使得电网逐渐表现出弱网特性[1].在弱电网下,并网逆变器的电流控制环[2-3]、锁相环(phase-locked loop,PLL)[4-5]均有可能和电网阻抗产生交互作用,且随着电网阻抗的增大,在短路比(short circuit ratio,SCR)小于5时,锁相环与电网阻抗间的耦合变强[6-7],低频谐波放大现象显著,导致系统失稳.这是由于PLL可等效为并联负阻抗[8-9],降低了逆变器输出阻抗在电网交互频段的相位,进而导致系统相位裕度降低.

对此,众多学者从重塑逆变器输出阻抗的角度,减弱、消除PLL对系统稳定性的影响.1)额外引入矫正环节:文献[10-11]从补偿系统相位裕度的角度出发,在并网逆变器控制环路并联虚拟阻抗,对逆变器输出阻抗进行重塑以达到改善系统稳定性的目标.2)对PLL特性重新整定:文献[8,12]利用相位裕度和SCR为约束设计PLL带宽,虽然提升了系统稳定性,但牺牲了电流动态跟踪性能.文献[13-14]在PLL支路上前置自适应积分滤波器、低通滤波器等多类型滤波器来改变PLL支路的阻抗特性,提高系统的弱网稳定性,但都需要添加相角补偿以弥补前置滤波器对基频相位造成的影响.

为了实现在保持PLL结构和带宽不变的条件下改善并网逆变器的弱网适应性的目标,本文提出了一种多目标约束的阻抗重塑法.基于等效……