逆变器并网电流震荡

文章详细分析了复杂电网环境下由间谐波电压诱发并网逆变器产生振荡的机理，并提出了相应的振荡抑制措施。 文中介绍了电网电压中间谐波的特点及其对并网逆变器输出功率的影响，发现间谐波电压会导致逆变器输出有功功率中存在持续性的周期性波动。 通过一个保留主导特征值的逆变器降阶模型，从强迫振荡的角度揭示了周期性的功率波动诱发并网逆变器振荡的机理与特点。 在此基础上发现强迫振荡的幅值和主导特征值的阻尼强相关，并提出了直流电压控制环时间尺度的有源阻尼来抑制强迫振荡。 最后通过仿真验证了文中振荡机理分析的正确性和振荡抑制策略的有效性。什么是并网逆变器的谐振失稳问题?并网逆变器广泛采用的LCL 滤波器存在固有谐振,可能导致并网电流中特定次谐波含量被严重放大[4]。谐振是逆变器不稳定的一种重要表现形式,谐波谐振会影响逆变器并网电能质量,严重时可导致逆变器系统失去稳定, 给电网造成危害。 随着分布式发电系统规模化发展,多个并网逆变器连接到同一公共连接点(point of common coupling, PCC)时的谐振失稳问题逐渐得到重视。 尤其在弱电网条件下,电网阻抗对并网逆变器系统运行稳定性的影响显著,各逆变器之间通过电网阻抗交互影响,可能导致多并网逆变器系统出现谐振失稳现象。 多并网逆变器系统的谐振特性不同于单并网逆变器系统,可能出现多个谐振峰[5]。. 并网逆变器的控制性能对并网电能质量有何影响?并网逆变器作为可再生能源发电与电网的重要接口,在传输电能和保障电力系统稳定运行的中扮演关键角色。 同时,并网逆变器的控制性能对并网电能质量产生直接影响,因此并网逆变器的稳定高效运行对于整个分布式发电系统具有重大意义。 并网逆变器应用的脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)会产生开关频率整数倍的谐波, 包括2~150 kHz 的超高次谐波[2-3],影响并网电能质量和并网逆变器系统的稳定性。 并网逆变器广泛采用的LCL 滤波器存在固有谐振,可能导致并网电流中特定次谐波含量被严重放大[4]。谐振是逆变器不稳定的一种重要表现形式,谐波谐振会影响逆变器并网电能质量,严重时可导致逆变器系统失去稳定, 给电网造成危害。. 弱电网下多并网逆变器系统的谐振特性是什么?针对弱电网下多并网逆变器系统的谐振特性问题, 文献[36] 指出, 考虑电网阻抗作用时,多并网逆变器系统存在两个谐振峰值:一个为LCL 内部谐振, 其谐振频率不随并联数N和电网阻抗变化;另一个为电网阻抗作用下的外部耦合谐振, 其谐振频率与并联数N 和电网阻抗有关,谐振频率和谐振峰值均随着N 的增大而减小。. 如何建立准确的并网逆变器输出阻抗模型?另一类阻抗模型获取方式是基于已知的系统内部控制方式及具体参数,通过数学建对比以上2 种稳定性分析方法,从系统建模来看,阻抗分析法较状态空间法的建模难度更低; 从适用范围来看,状态空间法适合系统的小信号稳定性分析,仅能进行系统的小干扰稳定性分析, 而阻抗分析法因其阻抗模型获取简便、对系统结构或参数变化的适应性强等优势,更适于复杂的并网逆变器系统的稳定性分析。 目前,阻抗分析法在并网逆变器系统稳定性研究领域的应用主要体现在提高并网系统稳定性、改善逆变器输出阻抗特性和提高弱电网下并网系统稳定性等方面[16],其关键就在于如何建立准确的并网逆变器输出阻抗模型。. 模态分析法如何解决并网逆变器的谐振问题?近年来,模态分析法逐渐应用于并网逆变器时, 建立逆变器系统的输出阻抗模型难度加大,系统的谐振问题研究。针对参数相同的多并网逆若仍采用传统的频域分析法分析逆变器系统的谐振特性, 会出现过程计算量大、耗费时间长等问题。 为此, 需要一种更有力的谐振分析方法。