申请/专利权人：四川大学

申请日：2023-09-15

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117239828B

主分类号：H02J3/40

分类号：H02J3/40;H02J3/48;H02J3/50;G05B13/04;G06F17/11

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2024.01.02#实质审查的生效;2023.12.15#公开

摘要：本发明公开了一种逆变器集群并联的暂态同步稳定边界分析方法及控制器设计方法。本发明首先构建离网模式下，构网型逆变器集群并联系统的简化电路模型，构建构网型逆变器控制模型；结合基尔霍夫定理与构网型逆变器控制模型建立所述系统在与一台逆变器发生并联过程中的通用逆变器虚拟功角动态非线性数学方程；基于该数学方程分析逆变器在并联过程中发生暂态同步失稳的机理，并提出暂态同步稳定边界。本发明提出了暂态同步稳定边界及逆变器的控制器设计，以确保逆变器能在并联过程中保持暂态同步稳定，保证了系统的安全稳定运行。

主权项：1.逆变器集群并联的暂态同步稳定边界分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，S1、基于逆变器输出端口特性，构建离网模式下，构网型逆变器集群并联系统的简化电路模型；基于逆变器的控制算法与控制策略，构建构网型逆变器控制模型；S2、在离网模式下构网型逆变器集群并联系统的简化电路模型中使用基尔霍夫定理并结合构网型逆变器控制模型，建立构网型逆变器集群并联系统在与一台逆变器发生并联过程中的通用逆变器虚拟功角动态非线性数学方程；S3、基于S2步骤中建立的逆变器虚拟功角动态非线性数学方程，分析逆变器在并联过程中发生暂态同步失稳的机理，并提出暂态同步稳定边界；S1步骤中，逆变器均采用功率外环作为下垂控制策略，内环为级联双环矢量电压和电流的控制策略，功率外环的时间尺度远大于内环，在分析过程中将电压电流内环视为具有理想参考跟踪的统一增益，所述逆变器的下垂控制有功功率环数学模型为： ；其中，，，分别为第台逆变器的下垂系数、输出有功功率与线参考有功功率，，为额定频率；S2步骤中，在离网模式下构网型逆变器集群并联系统的简化电路模型中使用基尔霍夫定理，可得到逆变器输出有功功率为：；其中，，分别为第台逆变器的输出电压幅值、线路电抗，第台逆变器的功角设定为逆变器输出电压与公共耦合点电压的相角差，为公共耦合点电压幅值；假设公共耦合点频率恒定，其值等于逆变器实现并联且稳定运行后的频率值，结合逆变器的下垂控制有功功率环数学模型和逆变器输出有功功率，可以得到S2步骤中第台逆变器的虚拟功角动态非线性数学方程， ； ； ；其中，，分别为第台逆变器的等效参考有功功率与下垂权重，为本地负荷有功功率；，分别为第台逆变器的输出电压幅值、线路电抗，表示公共耦合点电压幅值；表示第台逆变器的下垂系数；表示第台逆变器的线参考有功功率；S3步骤中，逆变器在并联过程中发生暂态同步失稳的机理，具体是指，当第台逆变器与前台逆变器组成的系统发生并联时，每台逆变器的等效参考有功功率发生阶跃变化，导致等效参考有功功率与逆变器可传输的最大有功功率无法平衡，即，进一步导致保持，最终功角将持续增大至无穷，系统发生暂态同步失稳；根据暂态同步失稳机理可得出基于下垂控制的逆变器在并联过程中保持暂态同步稳定的充分必要条件，即所述暂态同步稳定边界， 。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 四川大学 逆变器集群并联的暂态同步稳定边界分析方法及控制器设计方法

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