1.一種用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,與多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)于公共耦合點并聯(lián)連接,其特征在于:包括:
功率輸出電路,輸出直流側(cè)電容電壓Vdc以及并網(wǎng)電流ig;
控制電路,包括電壓外環(huán)單元、鎖相環(huán)單元、電流內(nèi)環(huán)單元以及PCC電壓前饋單元,控制電路檢測公共耦合點的電壓vpcc,通過鎖相環(huán)單元獲取其相位θ,并分別對應(yīng)地通過電壓外環(huán)單元和電流內(nèi)環(huán)單元對直流側(cè)電容電壓Vdc和并網(wǎng)電流ig進行閉環(huán)控制;同時,通過PCC電壓前饋單元,對阻抗適配器的輸出阻抗特性進行校正;并且,控制電路將檢測到的vpcc各次諧波含量與設(shè)定的閾值進行比較,判斷多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,在多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定時,將阻抗適配器切入并網(wǎng);
所述功率輸出電路與所述鎖相環(huán)單元、電流內(nèi)環(huán)單元以及PCC電壓前饋單元構(gòu)建阻抗適配器的端口等效模型,所述端口等效模型包含并聯(lián)的三個導(dǎo)納YPLL(s)、Ycon(s)、Yff(s),端口等效模型的總輸出阻抗Zo(s)如式(1):
其中,YPLL(s)、Ycon(s)、Yff(s)分別表示鎖相環(huán)單元、電流內(nèi)環(huán)單元以及PCC電壓前饋單元引入的導(dǎo)納。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于:所述鎖相環(huán)單元,根據(jù)所述電壓vpcc得到vpcc的基波幅值Vpcc和相位余弦值cosθ,進而計算出vpcc的基波瞬時值vpccf和諧波瞬時值vpcch,如式(2)、(3);
vpccf=Vpcc cosθ (2)
vpcch=vpcc-vpccf (3)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于:所述電壓外環(huán)單元,包含電壓調(diào)節(jié)器Gv(s),控制阻抗適配器的直流側(cè)電容電壓Vdc跟蹤電壓基準V*dc;所述電流內(nèi)環(huán)單元,包含電流調(diào)節(jié)器Gi(s),控制阻抗適配器的并網(wǎng)電流ig跟蹤電流基準i*g,電流基準i*g由電壓調(diào)節(jié)器Gv(s)的輸出I*g與鎖相環(huán)單元得到的PCC電壓相位余弦值cosθ相乘得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于:所述PCC電壓前饋單元包括:
PCC電壓諧波前饋環(huán)節(jié),將PCC電壓諧波瞬時值vpcch經(jīng)過比例系數(shù)Gh、帶通濾波器Gbp(s)和前饋函數(shù)Gff(s)負前饋至電流調(diào)節(jié)器Gi(s)的輸出端;
PCC電壓基波前饋環(huán)節(jié),將PCC電壓基波瞬時值vpccf經(jīng)過比例系數(shù)Gf正前饋至電流調(diào)節(jié)器Gi(s)輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于:所述功率輸出電路包括直流側(cè)電容、全橋、LCL濾波器以及并網(wǎng)開關(guān),所述直流側(cè)電容、全橋、LCL濾波器以及并網(wǎng)開關(guān)依次連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于LCL濾波器由兩個電感L1、L2以及電容C組成,所述電感L1、電感L2以及所述并網(wǎng)開關(guān)串連,所述電容C接于電感L1、L2之間的節(jié)點,另一端于所述全橋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于:所述控制電路包括:
A/D采樣模塊,對電壓vpcc、直流側(cè)電容電壓Vdc、并網(wǎng)電流ig、電容電流iC進行實時采樣;
數(shù)字運算模塊,包含所述鎖相環(huán)單元、電流內(nèi)環(huán)單元以及PCC電壓前饋單元,接收A/D采樣模塊采集的vpcc、Vdc、ig以及iC,計算PCC電壓的各次諧波含量,通過預(yù)設(shè)的控制算法構(gòu)建所述端口等效模型,并計算調(diào)制波vm;
自適應(yīng)控制模塊,將vpcc的各次諧波含量與設(shè)定的閾值進行比較,判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性,當判定系統(tǒng)不穩(wěn)定時,控制阻抗適配器切入并網(wǎng),并根據(jù)vpcc的主要諧波分量自適應(yīng)調(diào)整所述數(shù)字運算模塊中PCC電壓諧波前饋環(huán)節(jié)的比例系數(shù)Gh、帶通濾波器Gbp(s)的低頻轉(zhuǎn)折頻率fc1和帶通濾波器Gbp(s)的高頻轉(zhuǎn)折頻率fc2;;
脈寬調(diào)制模塊,對所述調(diào)制波vm進行調(diào)制,得到功率輸出電路中全橋開關(guān)管Q1~Q4的驅(qū)動信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于:所述數(shù)字運算模塊還包括:
諧波檢測單元,通過快速傅里葉變換算法實時檢測出vpcc的各次諧波含量,作為自適應(yīng)控制模塊判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性和自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制參數(shù)的依據(jù);
電容電流反饋單元,將阻抗適配器的電容電流iC經(jīng)過比例系數(shù)HiC負反饋到電流調(diào)節(jié)器Gi(s)的輸出端,用于對LCL濾波器的諧振尖峰進行有源阻尼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于:所述PCC電壓諧波前饋環(huán)節(jié)中的帶通濾波器Gbp(s)的傳遞函數(shù)為
其中,Q為品質(zhì)因數(shù);
前饋函數(shù)Gff(s)的傳遞函數(shù)為
其中,L1、L2、C分別為LCL濾波器的橋側(cè)電感值、網(wǎng)側(cè)電感值和濾波電容值;Hig為阻抗適配器的并網(wǎng)電流反饋系數(shù);KPWM為調(diào)制波vm到橋臂輸出電壓vAB的傳遞函數(shù),它是直流側(cè)電容電壓Vdc和三角載波幅值Vtri的比值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于鎮(zhèn)定多臺逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗適配器,其特征在于:所述PCC電壓基波前饋環(huán)節(jié)中的比例系數(shù)Gf表達式為: