一种并网逆变器和并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法技术

本申请公开了一种并网逆变器和并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法。其中，该并网逆变器包含模拟电路、与该模拟电路耦合的控制器，该模拟电路与电网电连接，该控制器包含数字滤波器；该方法包括:获得并网逆变器的输出阻抗；获得该输出阻抗中有源部分的实部；设置该有源部分的实部大于0，以得到使得该输出阻抗是无源性的可行域；设置该数字滤波器的谐振系数，以使得该数字滤波器的相频曲线位于该可行域中。实施本申请实施例，可以提高系统的稳定性和可靠性。定性和可靠性。定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种并网逆变器和并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法


[0001]本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种并网逆变器和并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法。

技术介绍

[0002]随着可再生能源比例的增加，连接发电单元与电网的电力电子变流器也得到了广泛应用。并网逆变器作为直流电源和交流电源之间的桥梁，对系统的安全稳定起着重要作用。并网逆变器通常采用脉冲宽度调制策略，因此需要滤波器滤除开关谐波。在相同滤波效果下，LCL型滤波器体积更小，经济效率更高，因此被广泛地使用。
[0003]系统的外部稳定性模型包含输出阻抗和电网阻抗。随着电力电子系统复杂性的不断增加，电网阻抗不断变化且难以计算。系统稳定性判据需重新评估，控制器、滤波器等器件需要重新设计且难以确保正确性，从而降低了并网逆变器的电能传输效率和系统的稳定性。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种并网逆变器和并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法，可减少包含发电单元、并网逆变器和电网组成的系统产生振荡的情况，从而提高了系统的稳定性和可靠性。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法，所述并网逆变器包含模拟电路、与所述模拟电路耦合的控制器，所述模拟电路与电网电连接，所述控制器包含数字滤波器；
[0006]所述方法包括:
[0007]获得并网逆变器的输出阻抗；
[0008]获得所述输出阻抗中有源部分的实部；
[0009]设置所述有源部分的实部大于0，以得到使得所述输出阻抗是无源性的可行域；
[0010]设置所述数字滤波器的谐振系数，以使得所述数字滤波器的相频曲线位于所述可行域中。
[0011]可选的，所述模拟电路包含依次电连接的直流电源、单相逆变桥和LCL滤波器，所述LCL滤波器与所述电网电连接；所述输出阻抗为:
[0012][0013]其中，Z
o
(s)为输出阻抗，L1、L2和C分别为所述LCL滤波器中电感值和电容值，s为拉普拉斯变换的参数，G
c
、G
f
依次为所述控制器中电流控制器和所述数字滤波器的函数，G
d
为所述数字滤波器1.5拍延时函数；
[0014]其中，
[0015]可选的，所述电流控制器在设定频段呈比例增益特性，所述设置所述输出阻抗中有源部分的实部大于0，以得到使得所述输出阻抗是无源性的可行域，包括:
[0016]略去所述电流控制器对所述输出阻抗的无源性的影响，以得到:
[0017][0018]令Z
x
(s)的实部大于0使得所述输出阻抗为无源性的:
[0019][0020]即得到：
[0021][0022]其中，ω
s
为开关频率，ω
L1C
为1/(L1C)
1/2
，根据上式，得到在相频空间中的所述可行域。
[0023]可选的，所述控制器包含依次电连接的电流控制器和所述数字滤波器；所述控制器还包含电网电压前馈控制器，所述电网电压前馈控制器一端与电压采集端耦接，另一端与所述数字滤波器的输出端耦接。
[0024]可选的，所述方法还包括：
[0025]获得幅值裕度GM、相位裕度M和穿越频率ω
c
；
[0026]根据所述幅值裕度GM、相位裕度PM和穿越频率ω
c
设计电流控制器的控制参数K
p
、K
r
；
[0027]获得所述数字滤波器的谐振角频率ω
n
；
[0028]所述设置所述数字滤波器的谐振系数，以使得所述数字滤波器的相频曲线位于所述可行域中，包括：
[0029]根据如下公式调节所述控制器中所述数字滤波器的谐振系数ζ
z
和ζ
p
，以使得所述数字滤波器的相频曲线位于所述可行域中：
[0030][0031][0032]第二方面，本申请实施例提供了一种并网逆变器，所述并网逆变器包含模拟电路、与所述模拟电路耦合的控制器，所述模拟电路与电网电连接，所述控制器包含数字滤波器；
所述模拟电路包含依次电连接的直流电源、单相逆变桥和LCL滤波器，所述LCL滤波器与所述电网电连接；
[0033]所述并网逆变器的输出电阻中有源部分的实部大于0，以得到使得所述输出阻抗无源性的可行域；
[0034]所述数字滤波器的谐振系数和谐振频率，满足所述数字滤波器的相频曲线位于所述可行域中。
[0035]可选的，所述控制器包含依次电连接的电流控制器和所述数字滤波器；所述控制器还包含电网电压前馈控制器，所述电网电压前馈控制器一端与电压采集端耦接，另一端与所述数字滤波器的输出端耦接。
[0036]可选的，所述控制器还包括：
[0037]与所述电压采集端连接的锁相器，用于获得电网的相位角θ；
[0038]与所述锁相器输出端连接的乘法器，用于将输出电网电流幅值I*和所述相位角θ组合获得参考电流i
ref
；
[0039]与所述乘法器连接的第一混合器，用于将所述参考电流i
ref
与所述电网的实际电流相减，并输入所述电流控制器。
[0040]可选的，所述控制器还包括：
[0041]第二混合器，用于接收所述数字滤波器的输出信号和电网电压前馈控制器的输出信号，生成调制信号v
M
；
[0042]PWM模块，用于根据所述调制信号v
M
，生成所述单相逆变桥的控制信号。
[0043]第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第一方面或者第一方面任一实施方式中所述的方法的步骤。
[0044]可以看出，本申请实施例提供的并网逆变器和并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法和可读存储介质，可将系统等效电路的输出阻抗中有源部分的实部设置为大于0，这样，可使得所述输出阻抗是无源性的。且数字滤波器的相频曲线位于使得输出阻抗为无源性的可行域中，从而保证系统运行过程中，输出阻抗均为无源性的，从而可减少系统产生振荡的情况，提高了系统的稳定性和可靠性。
附图说明
[0045]图1是本申请实施例提供的一种包含并网逆变器的系统的结构示意图；
[0046]图2是本申请实施例提供的一种并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法的流程示意图；
[0047]图3是本申请实施例提供的一种系统的等效电路图；
[0048]图4是本申请实施例提供的数字滤波器的相位要求示意图；
[0049]图5是本申请实施例提供的另一种并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法的流程示意图；
[0050]图6是本申请实施例提供的电网阻抗呈纯感性时的故障调整过程的示意图；
[0051]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并网逆变器中数字滤波器的参数确定方法，其特征在于，所述并网逆变器包含模拟电路、与所述模拟电路耦合的控制器，所述模拟电路与电网电连接，所述控制器包含数字滤波器；所述方法包括:获得并网逆变器的输出阻抗；获得所述输出阻抗中有源部分的实部；设置所述有源部分的实部大于0，以得到使得所述输出阻抗是无源性的可行域；设置所述数字滤波器的谐振系数，以使得所述数字滤波器的相频曲线位于所述可行域中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟电路包含依次电连接的直流电源、单相逆变桥和LCL滤波器，所述LCL滤波器与所述电网电连接；所述输出阻抗为:其中，Z
o
(s)为输出阻抗，L1、L2和C分别为所述LCL滤波器中电感值和电容值，s为拉普拉斯变换的参数，G
c
、G
f
依次为所述控制器中电流控制器和所述数字滤波器的函数，G
d
为所述数字滤波器1.5拍延时函数；其中，3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电流控制器在设定频段呈比例增益特性，所述设置所述输出阻抗中有源部分的实部大于0，以得到使得所述输出阻抗是无源性的可行域，包括:略去所述电流控制器对所述输出阻抗的无源性的影响，以得到:令Z
x
(s)的实部大于0使得所述输出阻抗为无源性的:即得到：其中，ω
s
为开关频率，ω
L1C
为1/(L1C)
1/2
，根据上式，得到在相频空间中的所述可行域。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述控制器包含依次电连接的电
流控制器和所述数字滤波器；所述控制器还包含电网电压前馈控制器，所述电网电压前馈控制器一端与电压采集端耦接，另一端与所述数字滤波器的输出端耦接。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获得幅值裕度GM、相位裕度PM和穿越频率ω
c
；根据所述幅值裕度GM、相位裕度PM和穿越频率ω
c
设计电流控制器的控制参数K
p

【专利技术属性】
技术研发人员：于昕怡，王学华，王诚，陈夏，李巍巍，喻松涛，何智鹏，韦甜柳，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：