(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910102548.X
(22)申请日 2019.02.01
(71)申请人 湖南大学
地址 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南
路2号
(72)发明人 罗安 刘津铭 伍文华 陈燕东
谢志为 王海宁 郭健 徐元璨
彭上
(74)专利代理机构 长沙正奇专利事务所有限责
任公司 43113
代理人 马强 王娟
(51)Int.Cl.
H02J 3/00(2006.01)
H02J 3/38(2006.01)
(54)发明名称电压源型逆变器的阻抗建模方法(57)摘要本发明公开了一种电压源型逆变器序阻抗建模方法，考虑逆变器dq轴变量相互耦合的影响，并在控制中加入阻抗重构控制与电压前馈控制，提出基于序阻抗模型的电压源型逆变器宽频带小信号建模方法并验证了所建模型的正确性，解决了电压源型逆变器小信号阻抗建模的难题。本发明所建立的模型能准确的反映出电压源型逆变器在宽频带中的阻抗特性，可以为分析锁相环参数、电流控制器参数、电压控制器参数以及滤波参数对电压源型逆变器提供理论模型基础。本发明为电压源型逆变器接入微电网、新能源场站等场景中的小扰动稳定性分析提供了模型，有 利于推广电压源型逆变器在微网中的应用。权利要求书3页 说明书5页 附图2页CN 109802385 A 2019.05.24
C N 109802385
A
1.一种电压源型逆变器的阻抗建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在时域中，向电压源型逆变器的交流侧加入正、负序小信号电压扰动，得到电压源型逆变器的三相输出端电压和输出电流在时域的表达式，并将该时域表达式转换到频域，得到电压源型逆变器的a相输出端电压和输出电流的频域表达式分别为v sa [f]和i oa [f]； 2)根据v sa [f]、i oa [f]和abc到dq坐标变换公式，得到dq坐标系下电压源型逆变器的输出端电压v sd 、v sq 和输出电流i od 、i oq 的频域表达式分别为v sd [f]、v sq [f]、i od [f]和i oq [f]；
3)对滤波电容C sf 使用欧姆定律，根据v sd [f]、v sq [f]，求出流过电容的电流i cd 、i cq 的频域表达式i cd [f]、i cq [f]；
4)根据基尔霍夫电流定律得：i sd ＝i cd [f]+i od [f]，i sd ＝i cd [f]+i od [f]，得到电压源型逆变器的交流侧输出电流i sd 、i sq ；
5)把v sd [f]、v sq [f]、i od [f]和i oq [f]代入电压源型逆变器的电压外环的表达式，得到电流内环的指令值
的频域表达式
6)把v sd [f]、v sq [f]、i sd [f]和i sq [f]代入电压源型逆变器的电流内环的表达式，得到控制器输出调制波c sd 、c sq 的频域表达式c sd [f]、c sq [f]；
7)根据c sd [f]、c sq [f]和dq到abc坐标变换公式，得到电压源型逆变器的三相调制波的频域表达式c sa [f]、c sb [f]、c sc [f]；
8)根据三相调制波表达式c sa [f]、c sb [f]、c sc [f]，并考虑电压电流信号采样延时，PWM延时的影响，得到电压源型逆变器的小信号正、负序阻抗模型Z sp (s)和Z sn (s)。
2.根据权利要求1所述的电压源型逆变器的阻抗建模方法，其特征在于，abc到dq坐标变换公式T(θ
)为：
其中θ为输出d轴与a轴的夹角；
电压源型逆变器的电压外环的表达式为：
式中：v sd 和v sq 分别为PWM逆变器三相输出电压(v sa 、v sb 、v sc )在同步旋转坐标系下的d轴和q轴分量；和分别为v sd 和v sq 的指令；i od 和i oq 分别为PWM逆变器三相输出电流(i oa 、i ob 、i oc )在同步旋转坐标系下的d轴和q轴分量；和分别为i sd 和i sq 的指令；C sf 为PWM逆变器的滤波电容；K sc 为滤波电容电流解耦系数，K sc ＝ωl C sf ，其中ωl 为基波角频率。G sv (s)分别为PWM逆变器的电压环的PI控制器，G sv (s)＝k p_sv +k i_sv /s。电压源型逆变器的电流内环的表达式为：
权 利 要 求 书1/3页2CN 109802385 A
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