CN119518927A 一种氢能并网变流器谐波振荡抑制方法及系统 （中国电力科学研究院有限公司）

一种氢能并网变流器谐波振荡抑制方法及本发明公开了一种氢能并网变流器谐波振荡抑制方法及系统，在d轴电流控制器的前向通逆变器直流侧小信号模型和交流侧功率的小信号模型构建交流系统与直流系统的功率传输关流内环的小信号传递函数模型输入交流系统与递函数Gig(s)和小信号控制模型确定氢能逆变变器输出导纳得到表征氢能并网逆变器稳定性2基于氢能逆变器直流侧小信号模型和交流侧功率的小信号模型构建交流系统与直流将控制氢能并网逆变器得到的电压外环与电流内环的小信号传递函数模型输入得到基于得到的重塑传递函数Gig(s)和小信号控制模型确定氢能逆变器型，通过电网阻抗与氢能逆变器输出导纳得到表征氢能并网逆变器稳定性的最小回率矩dc表示氢能变换器输出功率，PCdc为直流侧电容功率，IU为直流侧电流的稳态3iu为氢能并网变流器逆变桥d轴输出电流稳态值，i,为氢能并网变流器逆变桥q轴lu为直流侧电流的稳态值。Md0Mq01q分别为氢能并网逆变器的调制信号以及逆变器桥臂输出电流的Ai,为氢能并网变流器逆变桥q轴输出电流扰动值，H,(s)为氢能并网变流器逆变桥输出电流扰动值与并网电流扰动值之间的等效传递函数，H2(s)为调制信号扰动值与并网电流扰4制信号稳态值，Vu为d轴调制信号稳态值，GS(s)为脉宽调制过程中的采样与计算延时环Y,(s)为滤波电感L1在dq域下的导纳矩阵，P,(s)为等效传递函数。5功率模块，基于氢能逆变器直流侧小信号模型和交流侧功率的小控制模块，将控制氢能并网逆变器得到的电压外环与电流内环的输出模块，基于得到的重塑传递函数Gig(s)和小信号控制模型确定dc表示氢能变换器输出功率，PCdc为直流侧电容功率，lu为直流侧电流的稳态6iu为氢能并网变流器逆变桥d轴输出电流稳态值，i,为氢能并网变流器逆变桥q轴为：lu为直流侧电流的稳态值。Md0Mq01q分别为氢能并网逆变器的调制信号以及逆变器桥臂输出电流的Ai,为氢能并网变流器逆变桥q轴输出电流扰动值，H,(s)为氢能并网变流器逆变桥输出电流扰动值与并网电流扰动值之间的等效传递函数，H2(s)为调制信号扰动值与并网电流扰7制信号稳态值，Vu为d轴调制信号稳态值，GS(s)为脉宽调制过程中的采样与计算延时环Y,(s)为滤波电感L1在dq域下的导纳矩阵，P,(s)为等效传递函数。一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个8处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求19氢发电用并网逆变器接入电网后的稳定性问题愈发突出，表现为氢发电并网逆变器之间、[0006]现有基于并网电流前馈的逆变器稳定性提升方法，此方案三相LCL型并网逆变器dq阻抗模型是在dq坐标下构建的并网逆变器的戴维宁或者诺顿等效电路的基于氢能逆变器直流侧小信号模型和交流侧功率的小信号模型构建交流系统与将控制氢能并网逆变器得到的电压外环与电流内环的小信号传递函数模型输入基于重塑传递函数Gig(s)和小信号控制模型确定氢能逆变器的等效输出导纳模型，通过电网阻抗与氢能逆变器输出导纳得到表征氢能并网逆变器稳定性的最小回率矩iu为氢能并网变流器逆变桥d轴输出电流稳态值，i,为氢能并网变流器逆变VMq01q分别为氢能并网逆变器的调制信号以及逆变器桥臂输出电动值，Ai,为氢能并网变流器逆变桥q轴输出电流扰动值，H,(s)为氢能并网变流器逆变桥输出电流扰动值与并网电流扰动值之间的等效传递函数，H2(s)为调制信号扰动值与并网 q轴调制信号稳态值，Vu为d轴调制信号稳态值，G [0035]其中，P(s)为等效传递函数，In为二阶单位矩阵，znc(s)为滤波电容支路的阻抗iu为氢能并网变流器逆变桥d轴输出电流稳态值，i,为氢能并网变流器逆变为：VMq01q分别为氢能并网逆变器的调制信号以及逆变器桥臂输出电动值，Ai,为氢能并网变流器逆变桥q轴输出电流扰动值，H,(s)为氢能并网变流器逆变桥输出电流扰动值与并网电流扰动值之间的等效传递函数，H2(s)为调制信号扰动值与并网 q轴调制信号稳态值，Vu为d轴调制信号稳态值，G[0056]其中，P(s)为等效传递函数，In为二阶单位矩阵，znc(s)为滤波电容支路的阻抗计算机程序被处理器执行时实现上述氢能并网变流器谐波被电子设备执行时实现上述氢能并网变流器谐波振荡抑制模型的特征值的Nyquist曲线证明了所提谐波振荡抑制方法可以显著提升氢能并网变流器流侧电压调控特性在不同电网阻抗下对氢能并网变流器[0066]可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述图6为未包含d轴阻抗重塑环节Gig(s)的氢能并网逆变器输出电流波形图，其中，图7为采用本发明方法时氢能并网逆变器的稳定性分析结果图，其中，(a)为Lg=id[0082]PCC点电压出现小扰动时锁相环PLL产生对并网逆变器控制系统稳定性影响的Gpll[0083]考虑PLL小信号扰动对并网逆变器稳定性的影响时，推导氢能并网变流器系统的状态变量x在电网dq坐标系与变流器dq坐标系考虑氢能并网逆变器直流侧氢发电的影响，得到氢能逆变器直流侧小信号模型Kdc根据图1中氢能并网逆变器的控制得到电压外环与电流内环的小信号传递函数模Md0Mq01q分别代表氢能并网逆变器的调制信号以及逆变器桥臂输出过电网阻抗Zgdq与氢能逆变器输出导纳Yinvdq进行乘积得到表征氢能并网逆变器稳定性的最通过电网阻抗Zgdq与氢能逆变器输出导纳Yinvdq进行乘积得到表征氢能并网逆变器iu为氢能并网变流器逆变桥d轴输出电流稳态值，i,为氢能并网变流器逆变为：VMq01q分别为氢能并网逆变器的调制信号以及逆变器桥臂输出电动值，Ai,为氢能并网变流器逆变桥q轴输出电流扰动值，H,(s)为氢能并网变流器逆变桥输出电流扰动值与并网电流扰动值之间的等效传递函数，H2(s)为调制信号扰动值与并网 q轴调制信号稳态值，Vu为d轴调制信号稳态值，G[0116]其中，P(s)为等效传递函数，In为二阶单位矩阵，znc(s)为滤波电容支路的阻抗所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor、以上指令，具体适于加载并执行一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；直流侧小信号模型和交流侧功率的小信号模型构建交流系统与直流系统的功率传输关系；将控制氢能并网逆变器得到的电压外环与电流内环的小信号传递函数模型输入交流系统其它通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field_分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器[0121]存储器62可以是计算机设备60的内部存储单元，例如计算机设备60的硬盘或内机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(Non_Volatile中的一条或一条以上指令由处理器加载并执直流侧小信号模型和交流侧功率的小信号模型构建交流系统与直流系统的功率传输关系；将控制氢能并网逆变器得到的电压外环与电流内环的小信号传递函数模型输入交流系统[0128]为验证本发明的技术优势，在Matlab/Simulink中搭建一套功率为10kW的三相氢能并网逆变器，用于验证本专利所提d轴阻抗重塑的氢能并网逆变器稳定性提升方法的有[0130]为验证本发明所提d轴阻抗重塑的氢能并网逆变器稳定性提升方法的正确性与有效性，图5给出了未包含d轴阻抗重塑环节Gig(s)的氢能并网逆变器，即图1中无红色框Gig[0131]为了进一步证明上述基于广义奈奎斯特判据的稳定性分析方法的正确性，图6给gggg[0135]为了进一步本发明所提控制方法的有效性以及理论分析的正确性，图8给出了相g[0136]观察图8可以看出，此时氢能并网逆变器在电网阻抗L为20mH时还能够输出稳定g[0137]通过以上理论与仿真结果对比分析，验证了本专利所提d轴阻抗重塑的稳定性提[0145]所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或