并網(wǎng)逆變器小信號建模方法對比及其適用性分析

劉 倪, 張昌華, 段 雪, 陳 昕, 陳樹恒, 劉群英

(1. 電子科技大學(xué)機械與電氣工程學(xué)院, 四川省成都市 611731; 2. 重慶郵電大學(xué)自動化學(xué)院, 重慶市 400065)

0 引言

微電網(wǎng)作為一種將新能源、負荷、儲能整合在一起以“良好公民”的形式并網(wǎng)的能源利用方式,受到了國內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注[1]。作為微電網(wǎng)中微電源并網(wǎng)發(fā)電的重要接口,逆變器憑借控制靈活、適應(yīng)面廣、成本相對低廉和使用方便等優(yōu)點,得到了廣泛應(yīng)用[1-20]。由此帶來了多逆變器互聯(lián)運行[2-3]、控制器設(shè)計[4-7]、微電網(wǎng)穩(wěn)定性分析[8-19]等一系列問題。其中,小信號模型在逆變器控制器參數(shù)選取、微電網(wǎng)阻尼分析中得到了廣泛應(yīng)用,本文對此予以研究。

目前,微電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性分析的建模方法大體上分為兩類。一類為考慮逆變器中LC/LCL濾波器、所連線路與負載的動態(tài)特性的小信號模型。本文將其稱為高階模型[8-13]。文獻[8]對采用虛擬同步發(fā)電機(virtual synchronous generator,VSG)控制策略的微電源,建立了高達20階單VSG小信號模型,通過參數(shù)靈敏度的計算,分析了控制參數(shù)、線路參數(shù)對特征根的影響規(guī)律。文獻[9]對包含3個發(fā)電節(jié)點、2個負荷節(jié)點的微電網(wǎng),建立了高達47階的小信號模型,并將該模型獲取的特征根分為低頻特征根、中頻特征根和高頻特征根,分析了下垂系數(shù)和電路參數(shù)對微電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。文獻[10-11]利用類似方法,對包含不同逆變器控制策略的微電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性分析展開討論。文獻[12-13]分別利用高階模型研究了同步頻率諧振和諧波諧振問題,提出了引入虛擬阻抗來抑制諧振的方法。……