CN116545237B - 一种谐振抑制方法、电子设备和计算机存储介质 - Google Patents

一种谐振抑制方法、电子设备和计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式公开了一种谐振抑制方法、电子设备和计算机存储介质。该谐振抑制方法包括:采样逆变器拓扑的三相逆变电感电流,根据三相逆变电感电流计算第一零序电流;设定补偿相位,根据补偿相位选取虚拟电阻系数以构建虚拟电阻;根据第一零序电流和虚拟电阻计算第一共模抑制电压;对第一共模抑制电压进行相位补偿以获取第二共模抑制电压;将第二共模抑制电压叠加到逆变器的输出调制波。本发明实施方式通过构建虚拟电阻计算出共模抑制电压并对其进行相位补偿,最后将该共模抑制电压叠加到输出调制波上以抑制零序电流所产生的谐振,本实施方式不需要依赖逆变器之间的通信,便能够抑制逆变器零序回路谐振和外部零序回路谐振。

Description

一种谐振抑制方法、电子设备和计算机存储介质
技术领域
本发明实施方式涉及共模谐振抑制领域,特别是涉及一种谐振抑制方法、电子设备和计算机存储介质。
背景技术
目前三电平逆变器在光伏等新能源发电系统中得到了广泛应用,随着新能源并网容量的不断扩大,逆变器并联的方式在大功率分布式发电中得到了更多的应用。为了减小逆变器漏电流,很多逆变器采用了滤波电容接回直流母线中点的改进型LCL结构,改变了零序电流的回路,会产生零序电流的谐振,因此,解决该谐振问题具有十分重要的意义。
在现有技术中,存在多种抑制零序电流产生的谐振的方法,例如第一种根据滤波电感能量最大点调节陷波器中心频率的方法来抑制震荡,但该方法实时能量计算运算量大,占用较多控制器资源。第二种是采用对电流过采样方案来削弱控制延时的影响,但该方案的实现成本较高且仅适用于低开关频率场合。第三种是利用反馈控制来抑制谐振环流的方法,但又存在着传统的PI控制在谐振频率较高时抑制效果不够理想的问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的一个技术方案是:提供一种谐振抑制方法,应用于逆变器并联系统,包括:采样逆变器拓扑的三相逆变电感电流,根据三相逆变电感电流计算第一零序电流;设定补偿相位,根据补偿相位选取虚拟电阻系数以构建虚拟电阻;根据第一零序电流和虚拟电阻计算第一共模抑制电压;对第一共模抑制电压进行相位补偿以获取第二共模抑制电压;将第二共模抑制电压叠加到逆变器拓扑的输出调制波。
在一些实施例中,根据三相逆变电感电流计算第一零序电流,包括:将a相逆变电感电流、b相逆变电感电流和c相逆变电感电流相加,获得逆变电感总电流。
在一些实施例中,根据三相逆变电感电流计算第一零序电流,还包括:以逆变电感总电流为第一零序电流。
在一些实施例中,根据三相逆变电感电流计算第一零序电流,还包括:采样逆变器拓扑的三相差模电感电流,根据三相差模电感电流计算第二零序电流;将逆变电感总电流减去第二零序电流,获得滤波电容电流;对滤波电容电流进行滤波处理获得内部零序电流;将逆变电感总电流减去内部零序电流,获得第一零序电流。
在一些实施例中,根据三相逆变电感电流计算第一零序电流,还包括:采样逆变器拓扑的滤波电容共模电压;对滤波电容共模电压进行微分运算,获得内部零序电流;将逆变电感总电流减去内部零序电流,获得第一零序电流。
在一些实施例中,根据补偿相位选取虚拟电阻系数以构建虚拟电阻,包括如下步骤:步骤1:根据补偿相位计算逆变器拓扑工作在第一谐振点时虚拟电阻的第一取值区间;步骤2:根据补偿相位计算逆变器拓扑工作在第二谐振点虚拟电阻的第二取值区间;步骤3:判断第一取值区间和第二取值区间是否存在交集;若是,则执行步骤4;若否,则重复执行步骤1、步骤2和步骤3;步骤4:在第一取值区间和第二取值区间的交集中选取虚拟电阻系数;步骤5:根据虚拟电阻系数,通过下式计算虚拟电阻:
其中,Z为虚拟电阻,R为虚拟电阻系数,Ts为数字控制周期,ɑ为由控制方案决定的延时系数,s为拉普拉斯变换因子。
在一些实施例中,第一谐振点为逆变器拓扑的内部谐振点,内部谐振点的谐振频率为:
其中,fr1为内部谐振点的谐振频率,L1为逆变器拓扑的等效电路模型中三相逆变电感的等效电感,C为等效电路模型中滤波电容的等效电容。
在一些实施例中,第二谐振点为逆变器拓扑的外部谐振点,外部谐振点的谐振频率为:
其中,fr2为外部谐振点的谐振频率,L1为逆变器拓扑的等效电路模型中三相逆变电感的等效电感,L2为等效电路模型中三相差模电感的等效电感,C为等效电路模型中滤波电容的等效电容。
在一些实施例中,步骤1包括:通过仿真或实验,根据补偿相位获得逆变器拓扑工作在第一谐振点时虚拟电阻系数和系统阻尼的第一阻尼曲线;以第一阻尼曲线中系统阻尼大于0所对应的虚拟电阻系数区间为第一取值区间。
在一些实施例中,步骤2包括:通过仿真或实验,根据补偿相位获得逆变器拓扑工作在第二谐振点时虚拟电阻系数和系统阻尼的第二阻尼曲线;以第二阻尼曲线中系统阻尼大于0所对应的虚拟电阻系数区间为第二取值区间。
在一些实施例中,根据第一零序电流和虚拟电阻计算第一共模抑制电压,包括:将第一零序电流和虚拟电阻相乘,获得第一共模抑制电压。
在一些实施例中,对第一共模抑制电压进行相位补偿以获取第二共模抑制电压,包括:根据补偿相位确定滤波器参数;以滤波器参数相应的滤波器对第一共模抑制电压进行滤波,获得第二共模抑制电压。
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的另一个技术方案是:提供一种电子设备,包括:至少一个处理器;至少一个网络接口,网络接口与相应的处理器通信连接;以及,与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,网络接口用于建立处理器与其他外界设备之间的通信连接;存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行如上的一种谐振抑制方法。
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的另一个技术方案是:提供一种非易失性计算机存储介质,计算机存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行,可使得一个或多个处理器执行如上的一种谐振抑制方法。
本发明实施方式的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明实施方式通过构建虚拟电阻计算出共模抑制电压并对其进行相位补偿,最后将该共模抑制电压叠加到输出调制波上以抑制零序电流所产生的谐振,本实施方式不需要依赖逆变器之间的通信以及复杂的计算,便能够抑制逆变器零序回路谐振和外部零序回路谐振。
附图说明
图1是改进型三电平LCL逆变器并联系统,不同逆变器直流母线中点不共线的电路结构图;
图2是图1的等效电路模型的示意图;
图3是改进型三电平LCL逆变器并联系统,不同逆变器直流母线中点共线的电路结构图;
图4是图3的等效电路模型的示意图;
图5是本发明实施方式提供的一种谐振抑制方法的流程示意图;
图6是本发明实施方式提供的第一种获取第一零序电流方法的流程示意图;
图7是本发明实施方式提供的第二种获取第一零序电流方法的流程示意图;
图8是本发明实施方式提供的第三种获取第一零序电流方法的流程示意图;
图9是本发明实施方式提供的构建虚拟电阻的流程示意图;
图10是逆变器拓扑工作在第一谐振点时,虚拟电阻系数和系统阻尼的第一阻尼曲线图;
图11是二阶滤波器的振幅、相位-频率曲线图;
图12是采用谐振抑制方法时第一台逆变器逆变电感的a相电流波形图;
图13是采用谐振抑制方法时第一台逆变器差模电感的零序电流波形图;
图14是本发明实施方式提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外,下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参阅图1,图1为改进型三电平LCL逆变器并联系统,不同逆变器直流母线中点不共线的电路结构图,N台逆变器并联,选取第j台逆变器作为研究对象,所有电气量以下标j表示,以负直流母线N点为参考点,根据基尔霍夫电压定律,可以得到:
(1)
式(1)中 UNj为负直流母线电容电压,uaj、ubj、ucj为三相逆变电压,iL1aj、iL1bj、iL1cj为三相逆变电感电流,iL2aj、iL2bj、iL2cj为三相差模电感电流,UnN为电网中点到负直流母线电压,将式(1)中3式相加,可以得到:
(2)
iL1cmj和iL2cmj分别为流过等效电感L1和等效电感L2的零序电流,定义第j台逆变器共模电压U0j如下所示:
(3)
根据基尔霍夫电流定律,可以得到:
(4)
iCcmj为流过滤波电容的零序电流。
根据式(2)、(3)、(4),可以得到图1拓扑对应的电路等效模型,如图2所示。
图3为改进型三电平LCL逆变器并联系统,其中不同逆变器直流母线中点共线的电路结构图,根据上述过程,同理可以得到图3拓扑对应的电路等效模型,如图4所示。
在对电路等效模型进行分析时,可以忽略掉负直流母线电压的影响,因此,图2和图4对应的电路等效模型具有相同的传递函数。
对电路等效模型分析后可知,并联条件下存在内部谐振点与外部环流谐振点,内部零序回路导纳传函为:
(5)
其中,s为拉普拉斯变换因子,L1为三相逆变电感的等效电感,C为滤波电容的等效电容。
内部谐振点的谐振频率为:
(6)
外部零序回路导纳表达式为:
(7)
L2为三相差模电感的等效电感。
外部谐振点的谐振频率为:
(8)
由于零序回路阻尼很小,容易发生谐振,因此本发明实施方式采用逆变电感电流零序电流比例反馈即虚拟电阻方案,虚拟电阻系数为R,考虑到数字控制的延时,实际串入逆变电感的阻抗为:
(9)
其中,Z为虚拟电阻,R为虚拟电阻系数,Ts为数字控制周期, s为拉普拉斯变换因子。ɑ为由控制方案决定的延时系数,控制方案包括单相正弦波脉宽调制 (SinusoidalPulse Width Modulation,SPWM)、 空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse WidthModulation,SVPWM) 和 SVM Space Vector Modulation) 等调制方案的,不同的调制方案和具体应用场合会有不同的取值,ɑ取值范围一般在0-1之间。
在大功率系统中,等效电感L1和等效电感L2较小,因此谐振频率较高。且由于延时引入的相位滞后较大,阻抗Z阻性较弱,因此R在较大时会在零序回路产生负阻尼,加剧零序回路震荡,因此,较大的相位滞后则会限制R的取值范围。
基于上述逆变器并联系统,本发明实施方式提供了一种谐振抑制方法,其流程示意图如图5所示,该方法包括具体如下步骤:
步骤S100:采样逆变器拓扑的三相逆变电感电流,根据三相逆变电感电流计算第一零序电流。
结合上述图1或图2所示的逆变器并联系统,以电流霍尔传感器采集三相逆变电感电流,分别为a相逆变电感电流iL1aj、b相逆变电感电流iL1bj和c相逆变电感电流iL1cj,并根据三相逆变电感电流计算第一零序电流。
在本申请的一些实施例中,提供了第一种计算第一零序电流的方法,其流程示意图如图6所示,该方法具体包括如下步骤:
步骤S110:将a相逆变电感电流、b相逆变电感电流和c相逆变电感电流相加,获得逆变电感总电流。
将a相逆变电感电流iL1aj、b相逆变电感电流iL1bj和c相逆变电感电流iL1cj相加,获得逆变电感总电流iL1cmj
(10)
步骤S120:以逆变电感总电流为第一零序电流。
需要说明的是,由于不同的调制方式会在调制波上叠加不同的零序电压,而该零序电压会在滤波电容上产生相应的内部零序电流Icm_mod,以3次滤波为主。同时,为了不产生过调制现象,总的共模抑制电压不能过大,避免限制了虚拟电阻系数K的取值范围。因此需要减去该内部零序电流Icm_mod后,以进一步扩大K的取值范围,提高低频段的环流抑制能力。
为此,在本申请的另一些实施例中,提供了第二种计算第一零序电流的方法,其流程示意图如图7所示,该方法具体包括如下步骤:
步骤S110:将a相逆变电感电流、b相逆变电感电流和c相逆变电感电流相加,获得逆变电感总电流。
步骤S130:采样逆变器拓扑的三相差模电感电流,根据三相差模电感电流计算第二零序电流。
以电流霍尔传感器采集三相差模电感电流,分别为a相差模电感电流iL2aj、b相差模电感电流iL2bj和c相差模电感电流iL2cj
将a相差模电感电流iL2aj、b相差模电感电流iL2bj和c相差模电感电流iL2cj相加,获得第二零序电流iL2cmj
(11)
步骤S140:将逆变电感总电流减去第二零序电流,获得滤波电容电流。
通过下式计算滤波电容电流:
(12)
iCcmj为滤波电容电流。
步骤S150:对滤波电容电流进行滤波处理获得内部零序电流。
对滤波电容电流iCcmj进行滤波处理获得内部零序电流Icm_mod,由于滤波电容上产生的零序电流以3次谐波为主,因此滤波的作用是为了获得滤波电容电流iCcmj中的3次谐波。
步骤S160:将逆变电感总电流减去内部零序电流,获得第一零序电流。
根据下式计算第一零序电流:
(13)
上述实施例对于第一零序电流的计算,需要应用到多个电流霍尔传感器,为减少电流霍尔传感器的使用,在本申请的另一些实施例中,提供了第三种计算第一零序电流的方法,其流程示意图如图8所示,该方法具体包括如下步骤:
步骤S110:将a相逆变电感电流、b相逆变电感电流和c相逆变电感电流相加,获得逆变电感总电流。
步骤S170:采样所述逆变器拓扑的滤波电容共模电压。
步骤S180:对滤波电容共模电压进行微分运算,获得内部零序电流。
步骤S190:将逆变电感总电流减去内部零序电流,获得第一零序电流。
步骤S200:设定补偿相位,根据补偿相位选取虚拟电阻系数以构建虚拟电阻。
预先设定好补偿相位,补偿相位是一个可调节的量,因此在这里第一次设置的补偿相位也可称之为初始补偿相位。根据初始补偿相位以及后续修改的补偿相位选取虚拟电阻系数,并根据该虚拟电阻系数计算虚拟电阻。
在本申请的一些实施例中,步骤S200具体包括如下步骤,其流程示意图如图9所示:
步骤S210:根据补偿相位计算逆变器拓扑工作在第一谐振点时虚拟电阻的第一取值区间。
在本申请实施例中,第一谐振点为逆变器拓扑的内部谐振点,步骤S210具体包括如下步骤:
步骤S211:通过仿真或实验,根据补偿相位获得逆变器拓扑工作在第一谐振点时虚拟电阻系数和系统阻尼的第一阻尼曲线。
如图10所示,图10示出了在给定等效电感L1=100uH,等效电容C=18uF,Ts=5e-5,α=1的条件下,当补偿相位分别为0度、20度和40度时,逆变器拓扑工作在第一谐振点时虚拟电阻系数和系统阻尼的第一阻尼曲线。
步骤S212:以第一阻尼曲线中系统阻尼大于0所对应的虚拟电阻系数区间为第一取值区间。
以第一阻尼曲线中系统阻尼大于0所对应的虚拟电阻系数区间为第一取值区间,从图10可看出,补偿相位为0度所对应的第一阻尼曲线,其相应的第一取值区间为0-1.4。补偿相位为20度所对应的第一阻尼曲线,其相应的第一取值区间为0-2.4。补偿相位为40度所对应的第一阻尼曲线,其相应的第一取值区间为0-3.3。
因此可以看出在实施了相位补偿后,系统阻尼为正所对应的虚拟阻尼系数区间明显增大,有助于虚拟阻尼系数取值选取。
步骤S220:根据补偿相位计算逆变器拓扑工作在第二谐振点虚拟电阻的第二取值区间。
在本申请实施例中,第二谐振点为逆变器拓扑的外部谐振点,步骤S220具体包括如下步骤:
步骤S221:通过仿真或实验,根据补偿相位获得逆变器拓扑工作在第二谐振点时虚拟电阻系数和系统阻尼的第二阻尼曲线。
步骤S222:以第二阻尼曲线中系统阻尼大于0所对应的虚拟电阻系数区间为第二取值区间。
步骤S230:判断第一取值区间和第二取值区间是否存在交集。
判断第一取值区间和第二取值区间是否存在交集;若是,则执行步骤S240;若否,则重复执行步骤S210、S220和S230。
步骤S240:在第一取值区间和第二取值区间的交集中选取虚拟电阻系数。
在本申请实施例中,通过实验获得的第二阻尼曲线中,系统阻尼均为正值,第二取值区间不做限制,因此第一取值区间和第二取值区间的交集即为第一取值区间,虚拟电阻系数的可选取第一取值区间中的任意值。
步骤S250:根据虚拟电阻系数,计算虚拟电阻。
在选取了虚拟电阻系数后,通过上述式(9)计算出虚拟电阻。
步骤S300:根据第一零序电流和虚拟电阻计算第一共模抑制电压。
将第一零序电流和虚拟电阻相乘,获得第一共模抑制电压。
(14)
其中,V1为第一共模抑制电压。
步骤S400:对第一共模抑制电压进行相位补偿以获取第二共模抑制电压。
在本申请的一些实施例中,步骤S400具体包括如下步骤:
步骤S410:根据补偿相位确定滤波器参数。
在本发明实施例中,相位补偿的作用是为了弥补数字控制延时所导致的相位滞后,因此相位弥补的本质即为相位超前,而要获得相位超前有多种方式。本发明实施方式采用的方式是通过一阶滤波器或二阶滤波器。
在上述步骤中设定了补偿相位后,根据补偿相位确定滤波器的参数,一阶滤波器的形式为:
(15)
其中,m1、a1、b1为一阶滤波器参数,当a1<b1时,即可以获得超前相位。
二阶滤波器形式为:
(16)
其中,m2、a2、b2、ω0为二阶滤波器参数,当a2<b2时,可以在角频率大于ω0处获得超前相位;当当a2>b2时,可以在角频率小于ω0处获得超前相位,如图11所示。
步骤S420:以滤波器参数相应的滤波器对第一共模抑制电压进行滤波,获得第二共模抑制电压。
步骤S500:将第二共模抑制电压叠加到逆变器拓扑的输出调制波。
图12为采用谐振抑制方法时第一台逆变器逆变电感的a相电流波形图,可以看到逆变电感电流曲线平滑,没有震荡。图13为采用谐振抑制方法时第一台逆变器差模电感的零序电流波形图,可看出第二零序电流,即零序电流直流分量约为3A。不难看出本发明实施方式所提供的谐振抑制方法对于零序电流所引起的谐振具有明显的抑制效果。
最后应当说明的是,本发明实施方式均已T型三电平逆变器拓扑结构为例,但本发明所提供的谐振抑制方法同样适用于I型三电平逆变器拓扑结构。
区别于现有技术,本发明实施方式通过构建虚拟电阻计算出共模抑制电压并对其进行相位补偿,最后将该共模抑制电压叠加到输出调制波上以抑制零序电流所产生的谐振,本实施方式不需要依赖逆变器之间的通信,便能够抑制逆变器零序回路谐振和外部零序回路谐振。
本发明实施方式还基于上述的谐振抑制方法提供了一种电子设备,其结构示意图如图14所示,该电子设备100包括:
一个或多个处理器101、网络接口102以及存储器103,图14中以一个处理器101、一个网络接口102以及一个存储器103为例。
网络接口102和相应的处理器101通信连接,处理器101和存储器102可以通过总线或者其他方式连接,图13中以通过总线连接为例。
网络接口102用于建立处理器101与其他外界设备之间的通信连接,包括如下类型:RJ-45接口、SC光纤接口、AUI接口、FDDI接口和Console接口等接口类型。
存储器103作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器101通过运行存储在存储器103中的非易失性软件程序、指令以及单元,从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例的谐振抑制方法。
存储器103可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据电子设备使用所创建的数据等。此外,存储器103可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器103可选包括相对于处理器101远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个单元存储在存储器103中,当被一个或者多个处理器101执行时,执行上述任意方法实施例中的谐振抑制方法,例如,执行以上描述的图5中的方法步骤S100至步骤S500。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的谐振抑制方法,具备执行方法相应的程序模块和有益效果。未在电子设备实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的谐振抑制方法。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质,该非易失性计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该设备中。上述非易失性计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被执行时,实现本公开实施例的谐振抑制方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上的本申请的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种谐振抑制方法,应用于逆变器并联系统,其特征在于,包括:
采样逆变器拓扑的三相逆变电感电流,根据所述三相逆变电感电流计算第一零序电流;
设定补偿相位,根据所述补偿相位选取虚拟电阻系数以构建虚拟电阻;
根据所述第一零序电流和所述虚拟电阻计算第一共模抑制电压;
对所述第一共模抑制电压进行相位补偿以获取第二共模抑制电压;
将所述第二共模抑制电压叠加到所述逆变器拓扑的输出调制波;
所述虚拟电阻系数从第一取值区间和第二取值区间的交集中选取,所述第一取值区间为所述逆变器拓扑工作在第一谐振点时所述虚拟电阻的取值区间,所述第二取值区间为所述逆变器拓扑工作在第二谐振点时所述虚拟电阻的取值区间;
所述第一谐振点为所述逆变器拓扑的内部谐振点,所述内部谐振点的谐振频率为:
其中,fr1为所述内部谐振点的谐振频率,L1为所述逆变器拓扑的等效电路模型中三相逆变电感的等效电感,C为所述等效电路模型中滤波电容的等效电容;
所述第二谐振点为所述逆变器拓扑的外部谐振点,所述外部谐振点的谐振频率为:
其中,fr2为所述外部谐振点的谐振频率,L1为所述逆变器拓扑的等效电路模型中三相逆变电感的等效电感,L2为所述等效电路模型中三相差模电感的等效电感,C为所述等效电路模型中滤波电容的等效电容。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述三相逆变电感电流计算第一零序电流,包括:
将a相逆变电感电流、b相逆变电感电流和c相逆变电感电流相加,获得逆变电感总电流。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述三相逆变电感电流计算第一零序电流,还包括:
以所述逆变电感总电流为所述第一零序电流。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述三相逆变电感电流计算第一零序电流,还包括:
采样所述逆变器拓扑的三相差模电感电流,根据所述三相差模电感电流计算第二零序电流;
将所述逆变电感总电流减去所述第二零序电流,获得滤波电容电流;
对所述滤波电容电流进行滤波处理获得内部零序电流;
将所述逆变电感总电流减去所述内部零序电流,获得所述第一零序电流。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述三相逆变电感电流计算第一零序电流,还包括:
采样所述逆变器拓扑的滤波电容共模电压;
对所述滤波电容共模电压进行微分运算,获得内部零序电流;
将所述逆变电感总电流减去所述内部零序电流,获得所述第一零序电流。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述补偿相位选取虚拟电阻系数以构建虚拟电阻,包括如下步骤:
步骤1:根据所述补偿相位计算所述逆变器拓扑工作在第一谐振点时虚拟电阻的第一取值区间;
步骤2:根据所述补偿相位计算所述逆变器拓扑工作在第二谐振点虚拟电阻的第二取值区间;
步骤3:判断所述第一取值区间和所述第二取值区间是否存在交集;若是,则执行步骤4;若否,则重复执行步骤1、步骤2和步骤3;
步骤4:在所述第一取值区间和所述第二取值区间的交集中选取虚拟电阻系数;
步骤5:根据所述虚拟电阻系数,通过下式计算所述虚拟电阻:
其中,Z为虚拟电阻,R为虚拟电阻系数,Ts为数字控制周期,ɑ为由控制方案决定的延时系数,s为拉普拉斯变换因子。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤1包括:
通过仿真或实验,根据所述补偿相位获得所述逆变器拓扑工作在第一谐振点时所述虚拟电阻系数和系统阻尼的第一阻尼曲线;
以所述第一阻尼曲线中系统阻尼大于0所对应的虚拟电阻系数区间为所述第一取值区间。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤2包括:
通过仿真或实验,根据所述补偿相位获得所述逆变器拓扑工作在第二谐振点时所述虚拟电阻系数和系统阻尼的第二阻尼曲线;
以所述第二阻尼曲线中系统阻尼大于0所对应的虚拟电阻系数区间为所述第二取值区间。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一零序电流和所述虚拟电阻计算第一共模抑制电压,包括:
将所述第一零序电流和所述虚拟电阻相乘,获得所述第一共模抑制电压。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述对所述第一共模抑制电压进行相位补偿以获取第二共模抑制电压,包括:
根据所述补偿相位确定滤波器参数;
以所述滤波器参数相应的滤波器对所述第一共模抑制电压进行滤波,获得所述第二共模抑制电压。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器;
至少一个网络接口,所述网络接口与相应的处理器通信连接;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述网络接口用于建立所述处理器与其他外界设备之间的通信连接;
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-10任一项所述的一种谐振抑制方法。
12.一种非易失性计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行,可使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-10任一项所述的一种谐振抑制方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11196565A (ja) * 1997-12-26 1999-07-21 Yaskawa Electric Corp インバータのコモンモード電圧・電流の抑制方法および装置
CN113285583A (zh) * 2021-05-26 2021-08-20 山东大学 非隔离型光伏逆变器漏电流抑制方法及系统
CN113507122A (zh) * 2021-06-28 2021-10-15 深圳市禾望电气股份有限公司 变换器的谐振抑制方法、模块以及装置
CN113629712A (zh) * 2021-08-06 2021-11-09 国网安徽省电力有限公司滁州供电公司 一种有源电力滤波器的共模抑制及特性提升方法
CN115333345A (zh) * 2022-08-22 2022-11-11 特变电工西安电气科技有限公司 一种基于虚拟共模电阻的共模电流谐振抑制方法
CN116131704A (zh) * 2023-03-22 2023-05-16 北京航空航天大学 一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105932678B (zh) * 2016-06-07 2018-07-06 湖南大学 一种电力感应滤波系统的虚拟阻抗综合控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11196565A (ja) * 1997-12-26 1999-07-21 Yaskawa Electric Corp インバータのコモンモード電圧・電流の抑制方法および装置
CN113285583A (zh) * 2021-05-26 2021-08-20 山东大学 非隔离型光伏逆变器漏电流抑制方法及系统
CN113507122A (zh) * 2021-06-28 2021-10-15 深圳市禾望电气股份有限公司 变换器的谐振抑制方法、模块以及装置
CN113629712A (zh) * 2021-08-06 2021-11-09 国网安徽省电力有限公司滁州供电公司 一种有源电力滤波器的共模抑制及特性提升方法
CN115333345A (zh) * 2022-08-22 2022-11-11 特变电工西安电气科技有限公司 一种基于虚拟共模电阻的共模电流谐振抑制方法
CN116131704A (zh) * 2023-03-22 2023-05-16 北京航空航天大学 一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统

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