CN115313497B - 弱电网下进网电流的谐波放大分析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种弱电网下进网电流的谐波放大分析方法及系统。该方法包括:获取并网逆变器系统的电网阻抗Zg、逆变器的输出阻抗Z0;其中,所述并网逆变器系统包括逆变器端和电网端;在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,并构建所述电网阻抗与所述输出阻抗的比值在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线;其中,所述谐波放大区域为以(‑1,j0)为圆心、半径为1的圆,j2=‑1,ω为角频率;根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析。本发明实现了快速分析出电网阻抗对不同频段的电流谐波的影响,可为弱电网下电能质量的改善奠定基础,具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及新能源并网技术领域,尤其涉及一种弱电网下进网电流的谐波放大分析方法及系统。
背景技术
随着构建以新能源为主体的新型电力系统目标的提出,新能源发电占比将会得到进一步的提升。目前,大规模新能源发电站大多位于电网末端,且距离用电负荷较远,造成电网强度较弱,其等效为并网逆变器端口到无限大电网之间的阻抗增大。然而,电网阻抗的增大不但影响并网逆变器运行稳定性,还可能对逆变器进网电流某些频段谐波产生放大作用,导致并网电能质量严重恶化,不满足并网要求。
现有技术中虽然研究分析了电网阻抗对进网电流谐波放大作用的机理,但其结论均存在局限性。例如,文献《分布式发电系统中LCL滤波并网逆变器运行鲁棒性研究》(许津铭.[D].南京航天航空大学.2017.)中推导了弱电网下进网电流的表达式,其分析并考虑了电网阻抗相比无电网阻抗进网电流质量不降低的条件,但仅给出了电网阻抗与逆变器的输出阻抗在幅值相等的频率处的相位裕度的条件、电网阻抗与逆变器的输出阻抗在相位相差180°频率处的幅值裕度的条件,然而其对于改善电流质量仍然具有局限性;而在中国发明专利CN110336283A中虽然定义了端口电压谐波增益表达式,并给出谐波放大分界点的计算方法,但仅利用电网阻抗的幅值为滤波器阻抗的两倍、相位相反这一条件计算谐波放大的频率分界点,导致其仍然存在局限性。
因此,如何分析电网阻抗与逆变器的输出阻抗之间的交互作用,并分析电网阻抗对不同频段的电流谐波的影响以为弱电网下电能质量的改善奠定基础,是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种弱电网下进网电流的谐波放大分析方法及系统,可快速分析出电网阻抗对不同频段电流谐波的影响,并为弱电网下电能质量的改善奠定了基础。
第一方面,本发明实施例提供了一种弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其包括:
获取并网逆变器系统的电网阻抗、逆变器的输出阻抗;其中,所述并网逆变器系统包括逆变器端和电网端;
在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,并构建所述电网阻抗与所述输出阻抗的比值在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线;其中,所述谐波放大区域为以(-1,j0)为圆心、半径为1的圆,j2=-1,ω为角频率;
根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析。
优选地,在所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,所述获取逆变器所在并网系统的电网阻抗、所述逆变器的输出阻抗之前,还包括:
根据所述电网阻抗的等效电阻、等效电感生成所述电网阻抗;
根据所述逆变器的参数信息、所述并网系统的电压前馈的比例系数、电流环控制器的传递函数生成所述输出阻抗。
更优选地,在所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,所述根据所述电网阻抗的等效电阻、等效电感生成所述电网阻抗之前,还包括:
构建所述并网逆变器系统的等效电路;其中,所述等效电阻、所述等效电感位于所述电网端。
优选地,在所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,所述逆变器端包括电流源和输出阻抗,所述电网端包括理想电压源和电网阻抗;
其中,所述电流源、所述输出阻抗并联以形成所述逆变器端,所述理想电压源、所述电网阻抗串联以形成所述电网端。
更优选地,在所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,所述电流环控制器为PI控制器。
优选地,在所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,所述根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对弱电网下所述进网电流的谐波放大进行分析,包括:
确定所述奈氏曲线与所述谐波放大区域的边界交点;
根据所述边界交点对弱电网下所述进网电流的谐波放大进行分析。
更优选地,在所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,所述根据所述边界交点对弱电网下所述进网电流的谐波放大进行分析,包括:
确定所述边界交点对应的频率,并将所述频率作为所述进网电流的谐波放大的临界频率;
若所述进网电流的谐波频率不大于所述临界频率,确定所述进网电流出现谐波放大;
若所述进网电流的谐波频率大于所述临界频率,确定所述进网电流未出现谐波放大。
优选地,在所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,所述根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波放大进行分析,还包括:
获取所述奈氏曲线在所述谐波放大区域内的点位与点(-1,j0)之间的距离,并根据所述距离的倒数确定所述进网电流的谐波的放大程度。
优选地,在所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,所述逆变器为光伏逆变器、风电变流器、储能变流器中的任意一种。
第二方面,本发明实施例还提供了一种弱电网下进网电流的谐波放大分析系统,其包括:
获取模块,用于获取并网逆变器系统的电网阻抗、逆变器的输出阻抗;其中,所述并网逆变器系统包括逆变器端和电网端;
第一构建模块,用于在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,并构建所述电网阻抗与所述输出阻抗的比值在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线;其中,所述谐波放大区域为以(-1,j0)为圆心、半径为1的圆,j2=-1,ω为角频率;
第一分析模块,用于根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析。
本发明实施例提供了一种弱电网下进网电流的谐波放大分析方法及系统,通过在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,同时构建电网阻抗与输出阻抗之间的比值的奈氏曲线,并采用谐波放大区域、奈氏曲线对并网逆变器系统中的进网电流的谐波是否放大进行分析,实现了快速分析出电网阻抗对不同频段的电流谐波的影响,可为弱电网下电能质量的改善奠定基础,具有良好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中奈氏曲线与谐波放大区域的示意图;
图3为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法的一流程示意图;
图4为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中并网逆变器系统的等效电路的原理图;
图5为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中新能源三相并网逆变器的拓扑图;
图6为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法的另一流程示意图;
图7为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法的另一流程示意图;
图8为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中奈氏曲线的示意图;
图9为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中电网阻抗不为0时进网电流各次谐波的仿真图;
图10为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中电网阻抗为0时进网电流各次谐波的仿真图;
图11为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析系统的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
请参阅图1,图1为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法的流程示意图。如图1所示,该方法包括步骤S110~S130。
S110、获取并网逆变器系统的电网阻抗、逆变器的输出阻抗;其中,所述并网逆变器系统包括逆变器端和电网端;
S120、在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,并构建所述电网阻抗与所述输出阻抗的比值在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线;其中,所述谐波放大区域为以(-1,j0)为圆心、半径为1的圆,j2=-1,ω为角频率;
S130、根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析。
具体的,本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法主要用于分析并网逆变器系统中进网电流的谐波是否放大,其中,并网逆变器系统包括逆变器端和电网端。而对于跟网型控制策略的新能源并网逆变器,逆变器的进网电流的表达式为:
其中,j2=-1,ω为角频率,is为电流源,Z0为输出阻抗,Zg为电网阻抗,Vg为理想电压源,ig为进网电流。
上述公式右侧分子分母同时除以Z0(jω)后,便可以得到如下表达式:
由此可以定义N1(jω)和N2(jω),其中,N1(jω)用于表征不考虑电网阻抗时进网电流在各个频率下的幅值和相位,N2(jω)表示了存在电网阻抗时的进网电流与额定参数下(即无电网阻抗下)进网电流的比值,其用于表征考虑电网阻抗后进网电流在各个频率下幅值的放大。N1(jω)和N2(jω)的表达式如下:
其中,通过N2(jω)的模值|N2(jω)|是否大于1来判定该频率处的电流谐波是否被放大,即当N2(jω)的模值|N2(jω)|大于1时,则该频率处的电流谐波被放大;当N2(jω)的模值|N2(jω)|不大于1时,则该频率处的电流谐波未被放大。
在本实施例中,在极坐标下,通过以(-1,j0)为圆心、半径为1的圆定义进网电流的谐波放大区域,并构建电网阻抗与输出阻抗的比值Zg(jω)/Z0(jω)在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线,进而得到如图2所示的奈氏曲线与谐波放大区域的示意图,此时通过奈氏曲线、谐波放大区域便可以得到N2(jω)的模值|N2(jω)|是否大于1。当奈氏曲线的某一点位于谐波放大区域内,则进网电流会在对应频率段出现谐波放大的现象;当奈氏曲线的某一点不位于谐波放大区域内,则进网电流不会在对应频率段出现谐波放大的现象。
另外,通过奈氏曲线、谐波放大区域还可以得到N2(jω)的模值|N2(jω)|,进而便可以确定进网电流的谐波的放大程度。当奈氏曲线的某一点位于谐波放大区域内,通过获取奈氏曲线的某一点与点(-1,j0)之间距离a1,并根据距离a1的倒数便可以确定进网电流的谐波的放大程度。其中,距离a1的倒数即为N2(jω)的模值|N2(jω)|,即模值|N2(jω)|越大,其放大程度越大。
在另一实施例中,如图3所示,步骤S110之前,还包括步骤S210和S220。
S210、根据所述电网阻抗的等效电阻、等效电感生成所述电网阻抗;
S220、根据所述逆变器的参数信息、所述并网系统的电压前馈的比例系数、电流环控制器的传递函数生成所述输出阻抗。
在本实施例中,如图4所示,通过预先构建并网逆变器系统的等效电路,并通过并网逆变器系统的电网端所对应的等效电路便可以生成并网逆变器系统的电网端的电网阻抗。从图4中可以看出,并网逆变器系统中逆变器端可以由电流源和输出阻抗并联构成,电网端可以由理想电压源和电网阻抗串联构成。
请参阅图5,图5为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中新能源三相并网逆变器的拓扑图。在图5所示的实施例中,逆变器端包括直流电源、三相逆变器以及LC滤波器,三相逆变器可以为光伏并网逆变器,通过从图5中获取电网阻抗的等效电阻、等效电感并进行计算,便可以生成电网阻抗。其中,电网阻抗的表达式为:
Zg(jω)=Rg+jωLg
其中,Zg为电网阻抗,Rf为电网阻抗的等效电阻,Lf为电网阻抗的等效电感。
另外,逆变器的输出阻抗可以由逆变器的参数信息、并网系统的电压前馈的比例系数以及电流环控制器的传递函数得到。以光伏并网逆变器为例,逆变器的参数信息包括逆变器滤波电感、逆变器滤波电容以及基波频率。逆变器的输出阻抗的表达式可以为:
其中,Z0为输出阻抗,L1为逆变器滤波电感,C为逆变器滤波电容,Gi(jω)为电流环控制器的传递函数,kf为电压前馈的比例系数。
在本实施例中,kf可以为0.95,电流环控制器采用PI控制器,电流环控制器的传递函数的表达式为:
其中,参数kp可以为0.452,参数ki可以为98.2。
可以理解,本申请实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法主要应用于并网逆变器,逆变器可以为光伏逆变器、风电变流器、储能变流器中的任意一种,同时也不仅仅限于三相逆变器,也不限于三相逆变器的种类。同时,电流环控制器不仅局限于PI控制器,还可以为PR控制器等其他实现本申请的电流环控制器。
另外,本申请中逆变器的输出阻抗主要受控制环路和滤波器形式的影响,滤波器并不仅仅限于LC滤波器,其可以为单L滤波器、LCL滤波器及其他种类的滤波器。
在另一实施例中,如图6所示,步骤130包括步骤S131和S132。
S131、确定所述奈氏曲线与所述谐波放大区域的边界交点;
S132、根据所述边界交点对弱电网下所述进网电流的谐波放大进行分析。
具体的,奈氏曲线与谐波放大区域的边界交点所对应的对应频率为进网电流的谐波放大的临界频率,通过奈氏曲线与谐波放大区域的边界交点确定进网电流发生谐波放大的临界频率,便可以实现对弱电网下进网电流的谐波放大进行分析。其中,边界交点到点(-1,j0)的距离的倒数为N2(jω)的模值|N2(jω)|。
在另一实施例中,如图7所示,步骤132包括步骤S1321、S1322和S1323。
S1321、确定所述边界交点对应的频率,并将所述频率作为所述进网电流的谐波放大的临界频率;
S1322、若所述进网电流的谐波频率不大于所述临界频率,确定所述进网电流出现谐波放大;
S1323、若所述进网电流的谐波频率大于所述临界频率,确定所述进网电流未出现谐波放大。
其中,奈氏曲线与谐波放大区域的边界交点所对应的对应频率为进网电流的谐波放大的临界频率,通过判断进网电流的谐波频率是否大于临界频率以确定进网电流是否出现谐波放大。具体的,当进网电流的谐波频率不大于临界频率时,进而确定进网电流出现谐波放大现象;当进网电流的谐波频率大于临界频率时,便可以确定进网电流未出现谐波放大现象。
以光伏并网逆变器为例,并网逆变器系统的拓扑如图5所示,光伏并网逆变器的参数信息包括逆变器滤波电感、逆变器滤波电容以及基波频率,其中,变器滤波电感可以为120μH、逆变器滤波电容可以为34μF,基波频率可以为50Hz,电网阻抗的等效电感、等效电阻可以分别为5.3mH、0.1Ω,此时便可以得到如图8所示的奈氏曲线,该曲线与电流谐波放大区域边界的交点为A,对应的角频率ω为1024rad/s,频率为163Hz。由此可以得到163Hz以下的频段内,进网电流的谐波均会被放大。
具体的,将本申请实施例的并网逆变器系统的进网电流各次谐波仿真后,得到图9和图10所示的仿真图,图9为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中电网阻抗不为0时进网电流各次谐波的仿真图,图10为本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中电网阻抗为0时进网电流各次谐波的仿真图。其中,图9和图10中逆变器的参数信息包括逆变器滤波电感、逆变器滤波电容以及基波频率,图9中电网阻抗不为0,图10中电网阻抗为0。从图9和图10中可以看出,当电网阻抗较大时,3.6次及以内的各次谐波相比电网阻抗为零时的各次谐波均被放大,谐波频率不同放大程度不同;而3.6次以上的谐波不仅未被放大,而且被抑制,进而使得总谐波畸变率(THD=5.21%)低于电网阻抗为零时的总谐波畸变率(THD=8.18%),其中,3.6次谐波频率对应为180Hz,与图8中交点A处的临界频率较为一致,进而证明了本申请实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法的有效性。
在本发明实施例所提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法中,通过获取并网逆变器系统的电网阻抗、逆变器的输出阻抗;其中,所述并网逆变器系统包括逆变器端和电网端;在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,并构建所述电网阻抗与所述输出阻抗的比值在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线;其中,所述谐波放大区域为以(-1,j0)为圆心、半径为1的圆,j2=-1,ω为角频率;根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析。通过该方法实现了快速分析出电网阻抗对不同频段的电流谐波的影响,可为弱电网下电能质量的改善奠定基础,具有良好的应用前景。
本发明实施例还提供了一种弱电网下进网电流的谐波放大分析系统,该系统用于执行前述弱电网下进网电流的谐波放大分析方法的任一实施例。
具体地,请参阅图11,图11是本发明实施例提供的弱电网下进网电流的谐波放大分析系统的示意性框图。
如图11所示,弱电网下进网电流的谐波放大分析系统,该系统包括获取模块110、第一构建模块120、第一分析模块130。
获取模块110,用于获取并网逆变器系统的电网阻抗、逆变器的输出阻抗;其中,所述并网逆变器系统包括逆变器端和电网端;第一构建模块120,用于在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,并构建所述电网阻抗与所述输出阻抗的比值在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线;其中,所述谐波放大区域为以(-1,j0)为圆心、半径为1的圆,j2=-1,ω为角频率;第一分析模块130,用于根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析。
在其他发明实施例中,弱电网下进网电流的谐波放大分析系统,还包括:第一生成模块和第二生成模块。
第一生成模块,用于根据所述电网阻抗的等效电阻、等效电感生成所述电网阻抗;第二生成模块,用于根据所述逆变器的参数信息、所述并网系统的电压前馈的比例系数、电流环控制器的传递函数生成所述输出阻抗。
在其他发明实施例中,弱电网下进网电流的谐波放大分析系统,还包括:第二构建模块。
第二构建模块,用于构建所述并网逆变器系统的等效电路;其中,所述等效电阻、所述等效电感位于所述电网端。
在其他发明实施例中,第一分析模块130包括:第一确定模块和第二分析模块。
第一确定模块,用于确定所述奈氏曲线与所述谐波放大区域的边界交点;第二分析模块,用于根据所述边界交点对弱电网下所述进网电流的谐波放大进行分析。
在其他发明实施例中,第二分析模块包括:第二确定模块、第三确定模块和第四确定模块。
第二确定模块,用于确定所述边界交点对应的频率,并将所述频率作为所述进网电流的谐波放大的临界频率;第三确定模块,用于若所述进网电流的谐波频率不大于所述临界频率,确定所述进网电流出现谐波放大;第四确定模块,用于若所述进网电流的谐波频率大于所述临界频率,确定所述进网电流未出现谐波放大。
在其他发明实施例中,第一分析模块130还包括:第五确定模块。
第五确定模块,用于获取所述奈氏曲线在所述谐波放大区域内的点位与点(-1,j0)之间距离,并根据所述距离的倒数确定所述进网电流的谐波的放大程度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本申请实施例系统中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以是两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,包括:
获取逆变器所在并网系统的电网阻抗、逆变器的输出阻抗;其中,所述逆变器所在并网系统包括逆变器端和电网端;
在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,并构建所述电网阻抗与所述输出阻抗的比值在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线;其中,所述谐波放大区域为以(-1,j0)为圆心、半径为1的圆,j2=-1,ω为角频率;
根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析;其中,当所述奈氏曲线的某一点位于所述谐波放大区域内,所述进网电流在对应频率段谐波放大;当所述奈氏曲线的某一点不位于所述谐波放大区域内,所述进网电流不在对应频率段谐波放大。
2.根据权利要求1所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,在所述获取逆变器所在并网系统的电网阻抗、逆变器的输出阻抗之前,还包括:
根据所述逆变器所在并网系统的等效电阻、等效电感生成所述电网阻抗;
根据所述逆变器的参数信息、所述并网系统的电压前馈的比例系数、电流环控制器的传递函数生成所述输出阻抗。
3.根据权利要求2所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,在所述根据所述逆变器所在并网系统的等效电阻、等效电感生成所述电网阻抗之前,还包括:
构建所述逆变器所在并网系统的等效电路;其中,所述等效电阻、所述等效电感位于所述电网端。
4.根据权利要求1所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,所述逆变器端包括电流源和输出阻抗,所述电网端包括理想电压源和电网阻抗;
其中,所述电流源、所述输出阻抗并联以形成所述逆变器端,所述理想电压源、所述电网阻抗串联以形成所述电网端。
5.根据权利要求2所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,所述电流环控制器为PI控制器。
6.根据权利要求1所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,所述根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对弱电网下所述进网电流的谐波是否放大进行分析,包括:
确定所述奈氏曲线与所述谐波放大区域的边界交点;
根据所述边界交点对弱电网下所述进网电流的谐波放大进行分析。
7.根据权利要求6所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,所述根据所述边界交点对弱电网下所述进网电流的谐波放大进行分析,包括:
确定所述边界交点对应的频率,并将所述频率作为所述进网电流的谐波放大的临界频率;
若所述进网电流的谐波频率不大于所述临界频率,确定所述进网电流出现谐波放大;
若所述进网电流的谐波频率大于所述临界频率,确定所述进网电流未出现谐波放大。
8.根据权利要求1所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,所述根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析,还包括:
获取所述奈氏曲线在所述谐波放大区域内的点位与点(-1,j0)之间的距离,并根据所述距离的倒数确定所述进网电流的谐波的放大程度。
9.根据权利要求1所述的弱电网下进网电流的谐波放大分析方法,其特征在于,所述逆变器为光伏逆变器、风电变流器、储能变流器中的任意一种。
10.一种弱电网下进网电流的谐波放大分析系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取逆变器所在并网系统的电网阻抗、逆变器的输出阻抗;其中,所述逆变器所在并网系统包括逆变器端和电网端;
第一构建模块,用于在极坐标下定义进网电流的谐波放大区域,并构建所述电网阻抗与所述输出阻抗的比值在ω∈[0,∞)区间的奈氏曲线;其中,所述谐波放大区域为以(-1,j0)为圆心、半径为1的圆,j2=-1,ω为角频率;
第一分析模块,用于根据所述奈氏曲线、所述谐波放大区域对所述进网电流的谐波是否放大进行分析;其中,当所述奈氏曲线的某一点位于所述谐波放大区域内,所述进网电流在对应频率段谐波放大;当所述奈氏曲线的某一点不位于所述谐波放大区域内,所述进网电流不在对应频率段谐波放大。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110050797A (ko) * | 2009-11-09 | 2011-05-17 | 아주대학교산학협력단 | 계통임피던스 추정을 통한 계통 연계 인버터의 제어기 이득 조정방법과 그 조정장치 |
CN108847670A (zh) * | 2018-07-30 | 2018-11-20 | 西南交通大学 | 一种双馈风机网侧变换器的谐波不稳定分析方法 |
CN110011364A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-12 | 华北电力大学(保定) | 一种降低有功功率载荷波动对系统稳定影响的控制方法 |
CN110148943A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-20 | 福州大学 | 一种抑制电网背景谐波影响的lcl并网逆变器阻抗重塑方法 |
CN110336283A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-15 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 换流站交流滤波器组对电网谐波影响的分析方法及系统 |
CN110649603A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-03 | 中国矿业大学 | 基于谐波导纳交互因子的多变换器系统谐波交互分析方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI454028B (zh) * | 2010-01-13 | 2014-09-21 | Toshiba Kk | System interconnection converter |
CN108521144A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-11 | 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 | 光伏发电系统及谐波抑制方法及设备 |
-
2022
- 2022-09-05 CN CN202211080560.3A patent/CN115313497B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110050797A (ko) * | 2009-11-09 | 2011-05-17 | 아주대학교산학협력단 | 계통임피던스 추정을 통한 계통 연계 인버터의 제어기 이득 조정방법과 그 조정장치 |
CN108847670A (zh) * | 2018-07-30 | 2018-11-20 | 西南交通大学 | 一种双馈风机网侧变换器的谐波不稳定分析方法 |
CN110011364A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-12 | 华北电力大学(保定) | 一种降低有功功率载荷波动对系统稳定影响的控制方法 |
CN110148943A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-20 | 福州大学 | 一种抑制电网背景谐波影响的lcl并网逆变器阻抗重塑方法 |
CN110336283A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-15 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 换流站交流滤波器组对电网谐波影响的分析方法及系统 |
CN110649603A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-03 | 中国矿业大学 | 基于谐波导纳交互因子的多变换器系统谐波交互分析方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Impedance-based stability criterion for grid-connectde inverters;Jian Sun.;《IEEE Transactions on Power Electronics》;全文 * |
基于阻抗模型的集中式光伏电站谐波放大机理研究;王若瀚等;《四川电力技术》;全文 * |
基于高阻抗比的并网系统谐波抑制及无功控制策略;李昕等;《太阳能学报》;第3421-3429页 * |
考虑电网阻抗影响的大型光伏电站并网稳定性分析;杨明等;《电工技术学报》;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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