【免费】跟网型逆变器小干扰稳定性分析与控制策略优化

文摘   2024-11-03 13:56   河北  

   主要内容   

弱电网往往具有阻抗较大和短路比较小等特点,易导致系统不稳定,限制了功率传输能力。该仿真建立了弱电网下跟网型逆变器的小信号扰动状态空间模型与阻抗模型,给出了计算稳态工作点的方法,通过计算状态空间矩阵特征值位置进行了稳定性分析,并给出了稳定性边界。
采用simulink搭建仿真模型,给出了传统控制策略仿真模型和双锁相环阻抗重塑控制策略改进模型两种情形下的仿真模型以及结果,方便大家对照学习,有详细的参考文献,仿真模型和参考资料全部免费分享,具体下载链接见文章末尾。

  模型研究   

  1. 数学模型

弱电网下跟网型逆变器经典矢量电流控制(vector current control , VCC)的原理图下图所示。

控制系统包括锁相环(phase-locked loop, PLL)、dq坐标系下的电流内环、有功功率外环和交流电压幅值外环。其中锁相环的作用是锁定PCC点三相交流电压合成矢量的相位和频率,为坐标变换提供旋转角。电流内环的作用是使逆变器输出电流快速跟随给定值,而电流内环的给定值是由外环功率和电压的偏差决定的,最终通过改变调制波改变逆变器的输出电压和电流。

2.小信号控制结构

上图的跟网型逆变器的小信号控制模型可以用下图所示的诺顿-戴维南等效电路表示。整个系统可以分为两部分,逆变器可以等效为一个电流源并联一个导纳,而电网可以等效为一个电压源串联一个阻抗。

根据逆变器输出电流的数学模型,可以方便找到稳定性边界。

3.仿真模型

传统方式的仿真模型如下:

改进后的双锁相环阻抗重塑控制策略仿真模型如下图所示。

  结果一览   

改进前结果:

功率从0每隔200W增加至600W

   

PCC点电压幅值

逆变器输出d轴电流

逆变器输出q轴电流

PCCdq轴电压

锁相环频率、相角

改进后结果:

功率从0增加至700W

PCC点电压幅值

逆变器输出d轴电流

逆变器输出q轴电流

PCCdq轴电压

锁相环频率、相角、

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