CN117559767B - 机电能量变换器参数整定优化方法、装置、设备及介质 - Google Patents

机电能量变换器参数整定优化方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了机电能量变换器参数整定优化方法、装置、设备及介质，属于新能源逆变器并网技术领域，旨在解决因有源阻尼系数与控制器参数(、)设计不佳导致两者叠加在一起的负相移造成并网逆变器不稳定运行的问题。所述方法包括如下步骤：S1建立准比例谐振控制器结合电容电流有源阻尼的LCL型并网逆变器的数学模型；S2从频域角度分析电容电流反馈有源阻尼系数和准比例谐振控制器参数对系统的稳定性影响；S3结合开环频域指标合理计算各参数的约束表达式，直观的得到满足期望要求的可取区域。采用该频域整定方法可以在有效阻尼LCL滤波器谐振尖峰的同时保证并网逆变器稳定运行，而且有利于优化系统性能，使并网逆变器具有优异的稳态和动态性能。

Description

机电能量变换器参数整定优化方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及分析逆变器并网电能质量的技术领域，具体涉及机电能量变换器参数整定优化方法、装置、设备及介质。
背景技术
当前，可再生能源和分布式发电得到迅速发展；其中，并网逆变器作为分布式发电和大电网连接的接口，对电网的安全运行有着重大影响。LCL型滤波器因其具有较好的高频谐波抑制效果而被广泛应用于并网设备。然而LCL滤波器因为其自身的高阶性导致频率响应中存在谐振尖峰，需要阻尼解决方案来稳定系统；现市面上大多是采用串并联电阻的无源阻尼技术来稳定系统，虽然并联电阻的无源阻尼技术可以削弱谐振尖峰，但是，电路中的损耗也会随着阻尼的变大而变大。
除了需要保证系统的稳定性外，高质量的注入电流是单相LCL型并网逆变器控制的另一个重要目标。目前，关于准比例谐振控制的电流控制器已在逆变器并网系统中被广泛采用，而QPR控制器的参数设计直接影响到不同工况下并网逆变器的稳态和动态性能，控制器参数设计至关重要。随着现代科学技术的快速发展，准比例谐振控制器（Quasi-Proportional-Resonant, QPR）的参数整定的研究也不断在深化，从最初的使用试凑法选择令人满意的控制器参数，到使用模糊参数的自整定来调节控制器的参数，但是都忽略了稳定裕度对系统的影响。仅盲目的考虑阻尼效果或者通过试凑法选择性能令人满意的控制器参数在许多场合是不合适的。
有鉴于此，提出本申请。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供机电能量变换器参数整定优化方法、装置、设备及介质，能够有效解决现有技术中的智准比例谐振控制器参数整定技术因有源阻尼系数与控制器参数设计不佳导致两者叠加在一起的负相移造成并网逆变器不稳定运行的问题。
本发明公开了机电能量变换器参数整定优化方法, 包括：
建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并选择准比例谐振控制器作为电流控制器；
从频域的角度，分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，获得LCL滤波器和准比例谐振控制器在预设的特定频段下的等效变换公式；
获取开环频域指标，根据开环频域指标推导有源阻尼系数和控制器参数关于开环频域指标的约束表达式，并根据约束表达式绘制其边界曲线，获得满足预设期望要求的可取区域，其中，所述开环频域指标包括稳态误差、相位裕度、幅值裕度；
分析所述开环频域指标对有源阻尼系数和控制器参数的取值影响，生成最终参数，以使得并网逆变器具有优异的稳态和动态性能，进而优化逆变器并网系统的性能。
本发明还公开了机电能量变换器参数整定优化装置，包括：
数学模型建立单元，用于建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并选择准比例谐振控制器作为电流控制器；
等效变换单元，用于从频域的角度，分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，获得LCL滤波器和准比例谐振控制器在预设的特定频段下的等效变换公式；
可取区域获取单元，用于获取开环频域指标，根据开环频域指标推导有源阻尼系数和控制器参数关于开环频域指标的约束表达式，并根据约束表达式绘制其边界曲线，获得满足预设期望要求的可取区域，其中，所述开环频域指标包括稳态误差、相位裕度、幅值裕度；
分析单元，用于分析所述开环频域指标对有源阻尼系数和控制器参数的取值影响，生成最终参数，以使得并网逆变器具有优异的稳态和动态性能，进而优化逆变器并网系统的性能。
本发明还公开了机电能量变换器参数整定优化设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的机电能量变换器参数整定优化方法。
本发明还公开了可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的机电能量变换器参数整定优化方法。
综上所述，本实施例提供的机电能量变换器参数整定优化方法、装置、设备及介质，属于新能源逆变器并网技术领域，旨在解决因电容电流反馈系数与控制器参数(/>、/>)设计不佳导致两者叠加在一起的负相移造成并网逆变器不稳定运行的问题。所述方法包括如下步骤：S1、建立准比例谐振控制器结合电容电流有源阻尼的单相LCL型并网逆变器的数学模型；S2、从频域角度分析电容电流反馈有源阻尼系数和准比例谐振控制器参数对系统的稳定性影响；S3、结合开环频域指标合理计算各参数的约束表达式，直观的得到满足期望要求的可取区域。采用该频域整定方法可以在有效阻尼LCL滤波器谐振尖峰的同时保证并网逆变器稳定运行，而且有利于优化系统性能，使并网逆变器具有优异的稳态和动态性能。从而解决现有技术中的智准比例谐振控制器参数整定技术因有源阻尼系数与控制器参数设计不佳导致两者叠加在一起的负相移造成并网逆变器不稳定运行的问题。
附图说明
图1是本发明第一方面提供的机电能量变换器参数整定优化方法的流程示意图。
图2是本发明第二方面提供的机电能量变换器参数整定优化方法的流程示意图。
图3是本发明实施例提供的单相LCL型逆变器并网拓扑结构示意图。
图4是本发明实施例提供的基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型逆变器控制框示意图。
图5是本发明实施例提供的LCL滤波器、准比例谐振控制器的Bode示意图。
图6是本发明实施例提供的有源阻尼系数关于基频增益Af0、相位裕度PM、幅值裕度GM的约束边界示意图。
图7是本发明实施例提供的有源阻尼系数和穿越频率满足期望要求的可行区域示意图。
图8是本发明实施例提供的谐振系数随基频增益Af0变化的曲线示意图。
图9是本发明实施例提供的谐振系数随相位裕度变化的曲线示意图。
图10是本发明实施例提供的系统补偿后的Bode示意图和仿真波形示意图。
图11是本发明实施例提供的在满载和半载运行的并网电流FFT分析示意图。
图12是本发明实施例提供的选取可行区域内的有源阻尼系数时并网电流的波形示意图。
图13是本发明实施例提供的选取可行区域外的有源阻尼系数时并网电流的波形示意图。
图14是本发明实施例提供的机电能量变换器参数整定优化装置的模块示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
请参阅图1至图2，本发明的第一实施例提供了机电能量变换器参数整定优化方法, 其可由机电能量变换器参数整定优化设备（以下优化设备）来执行，特别的，由优化设备内的一个或者多个处理器来执行，以实现如下步骤：
S101，建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并选择准比例谐振控制器作为电流控制器；
具体地，步骤S101包括：建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并推导出指令电流到并网电流/>的传递函数，传递函数公式为：
其中，为指令电流/>的拉氏变换，/>为并网电流/>的拉氏变换，/>、/>、分别为逆变器侧电感、网侧电感、滤波电容，/>为电容电流反馈系数，/>为并网电流反馈系数，/>为逆变桥的调制增益，/>为准比例谐振控制器；
选择准比例谐振控制器作为电流控制器，QPR控制器的传递函数为：
其中，为比例系数，/>为谐振系数，/>为基波角频率，/>为谐振角频率，为保证电网频率在49.5Hz～50.5Hz波动时，所述QPR控制器有足够的增益，选取/>。
还包括：准确搭建单相LCL型并网逆变器及其控制结构；
通过对系统的结构框图进行等效变换，推出并网逆变器环路增益。
具体地，在本实施例中，第一步，单相LCL型逆变器并网拓扑结构图如图3所示，根据图3可知，、/>、/>分别为逆变器侧电感、网侧电感、滤波电容；/>为直流母线电压，/>为电网电压；/>为逆变器桥臂输出电流，/>为并网电流，/>为电容电流，/>为电流参考值；为电容电流反馈系数，/>为并网电流反馈系数，θ为锁相环PLL的输出相位；/>为逆变桥的调制增益；/>为电流控制器。请参阅图4，图4所示为基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型逆变器控制框图。根据控制框图推出环路增益/>的表达式为：
其中，为指令电流/>的拉氏变换。
S102，从频域的角度，分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，获得LCL滤波器和准比例谐振控制器在预设的特定频段下的等效变换公式；
具体地，步骤S102包括：分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，其中，采用电容电流比例反馈系数能够抑制LCL滤波器的谐振尖峰；
改变谐振频率附近的幅频特性，其中，/>越大，谐振尖峰的阻尼效果越好，随着的增大，环路的相位裕度逐渐减小，以降低系统的鲁棒性;
当频率小于穿越频率时，LCL滤波器等效为/>的单电感L滤波器，单电感L滤波器的传递函数为：
当频率大于转折频率时，准谐振比例控制能够近似的用传递函数代替，公式为：
其中，为比例系数，/>为谐振系数，/>为谐振角频率。
还包括：通过环路的频率特性分析有源阻尼系数和准比例谐振控制器参数对逆变器稳定裕度的影响；
通过分析基波频率、穿越频率以及谐振频率之间的关系，获得在预设的特定频率范围内，准比例谐振控制器、LCL滤波器等效变换的合理性。
具体地，在本实施例中，第二步，根据环路增益式子，给出补偿前（即）的伯德图，如图5(a)所示。其中，/>为基波频率，/>为环路增益的穿越频率，/>为LCL滤波器的谐振频率。从图中可以看出，采用电容电流比例反馈系数可以有效抑制LCL滤波器的谐振尖峰，它改变谐振频率/>附近的幅频特性，/>越大，谐振尖峰的阻尼效果越好。然而有源阻尼对相频特性影响显著，在低于/>的频段系统相位就从―90°开始下降，并且随着/>增大，相位下降也越大，减小了环路的相位裕度，降低了系统的鲁棒性。在频率低于或者等于/>时，LCL滤波器可等效为/>的单电感L滤波器，单电感L滤波器的传递函数为：
QPR控制器的传递函数为：
式中，为比例系数，/>为谐振系数，/>为基波角频率，/>为谐振角频率。为了保证电网频率在49.5Hz～50.5Hz波动时QPR控制器有足够的增益，选取/>。其伯德图如图5(b)所示，在频率高于转折频率/>后，/>可近似用如下的传递函数代替：
其中，为比例系数，/>为谐振系数，/>为谐振角频率。以上的等效环节方法在推导控制参数关于频域指标的约束表达式步骤中具有重要的作用。
S103，获取开环频域指标，根据开环频域指标推导有源阻尼系数和控制器参数关于开环频域指标的约束表达式，并根据约束表达式绘制其边界曲线，获得满足预设期望要求的可取区域，其中，所述开环频域指标包括稳态误差、相位裕度、幅值裕度；
具体地，步骤S103包括：获取稳态误差、相位裕度PM、幅值裕度GM，并根据所述环路在基频的增益、所述相位裕度PM和所述幅值裕度GM，推导源阻尼系数/>和准比例谐振控制器参数，关于稳态误差、相位裕度PM、幅值裕度GM、PWM调制的约束表达式，其中，稳态误差为环路在基频的增益/>；
其中，由环路增益在穿越频率处的增益条件推导出比例系数/>关于/>的表达式，表达式为：
由环路在基频处的增益要求推导出谐振系数/>关于基频增益/>的表达式，表达式为：
由环路在穿越频率处相位裕度的要求推导出谐振系数/>关于相位裕度PM的表达式，表达式为:
得到电容电流反馈系数关于基频增益/>、相位裕度PM的表达式，表达式为:
由环路在谐振频率处幅值裕度的要求推出电容电流反馈系数/>关于GM的表达式，表达式为:
由逆变器PWM调制的约束推导，得到：
其中，为逆变器的开关频率，以穿越频率/>为自变量，电容电流反馈系数/>为因变量，绘制出电容电流反馈系数/>关于基频增益/>、相位裕度PM、所述幅值裕度GM、逆变器PWM得到的/>、/>、/>三者约束曲线包围的可行区域；
当选定电容电流反馈系数和穿越频率/>满足的可行区域时，根据公式
和公式
得出谐振系数关于基频增益/>、相位裕度PM的关系曲面，其中，谐振系数/>的选取满足基频增益/>、相位裕度PM的约束要求。
具体地，在本实施例中，第三步，结合稳态误差、相位裕度和幅值裕度等频域指标推导、/>、/>的约束表达式，并绘制约束表达式的边界，获取参数的可取区域。具体实现为：
由环路增益在穿越频率处的增益条件推导出比例系数/>关于/>的表达式为：
由环路在基频处的增益要求推导出谐振系数/>关于基频增益/>的表达式为：
由环路在穿越频率处相位裕度的要求推导出谐振系数/>关于相位裕度PM的表达式为：
进一步得到电容电流反馈系数关于基频增益/>、相位裕度PM的表达式为：
由环路在谐振频率处幅值裕度的要求推出电容电流反馈系数/>关于GM的表达式为：
由逆变器PWM调制的约束推出：
如图6所示为表达式、/>、/>的约束边界图。/>随着基频增益/>、相位裕度PM的增大而成减小趋势，当给定基频增益/>、相位裕度PM指标时，/>与/>的可取范围始终在/>曲线的下方区域；/>随着GM的增大而增大，当给定GM指标时，/>与/>的可取范围在/>曲线的上方区域。
当给定基频增益、相位裕度PM、所述幅值裕度GM指标时，如图7所示，上述3条约束曲线包围的绿色阴影部分即为/>和/>的可行区域。
当选定的和/>满足可行区域后，结合基频增益/>和相位裕度PM要求选取/>、。
如图8(a)所示为关于稳态误差/>（即基频增益/>）、/>的关系曲面/>，当选定/>的取值后，如图8(b)所示，/>随着基频增益/>增大而增大。期望的/>值越大越好，然而/>的选取也需满足PM的约束要求。
如图9所示为关于/>、PM的关系曲面/>，PM随着/>的增大而减小。因此要保证在满足/>和PM的要求前提下对/>进行选取。通过结合稳态误差、相位裕度和幅值裕度等约束条件合理界定各参数的取值范围，准确地获取参数的可行区域，具体的计算出并网逆变器的有源阻尼系数和控制器参数。在Matlab/Simulink平台中搭建LCL并网逆变器仿真模型验证理论分析的准确性。
如图10所示为系统补偿前后的Bode图和并网电流仿真波形图。经过有源阻尼和QPR控制器补偿后环路基频增益=79.6dB，/>=2.23kHz，PM=45.4°，GM=5.9dB，满足指标要求。
如图11所示，并网电流稳态误差ess(Steady-state error)为，并网电流THD(Total Harmonic Distortion)为0.88%。在t=0.125s时刻模拟电网电流跌落50%，并网电流/>在极短的时间内也能快速跟踪上指令电流/>，表明设计的逆变器并网系统具有优异的动态性能，在半载运行时并网电流稳态误差为/>≤1%，电流THD为1.85%。图12和图13所示分别为选取可行区域内与选取可行区域外的有源阻尼系数时并网电流的波形图，当选取的参数落在可行区域之外时，并网电流质量降低，稳态误差和超调量增大，若参数选取过大的偏离可行区域，会引起系统震荡甚至不稳定。
S104，分析所述开环频域指标对有源阻尼系数和控制器参数的取值影响，生成最终参数，以使得并网逆变器具有优异的稳态和动态性能，进而优化逆变器并网系统的性能。
综上，所述机电能量变换器参数整定优化方法能够具体的计算出并网逆变器的有源阻尼系数和控制器参数，准确地获取参数的可行区域，无需像以前一样用试凑法或者经验法去设计系统参数，避免设计的偶然性和不精确性。同时，由所述机电能量变换器参数整定优化方法得到的参数兼顾并网逆变器系统的稳态误差和稳定裕度，从可行区域中获取的参数可使系统具有满足期望要求的稳态和动态性能。
请参阅图14，本发明的第二实施例提供了机电能量变换器参数整定优化装置，包括：
数学模型建立单元201，用于建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并选择准比例谐振控制器作为电流控制器；
等效变换单元202，用于从频域的角度，分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，获得LCL滤波器和准比例谐振控制器在预设的特定频段下的等效变换公式；
可取区域获取单元203，用于获取开环频域指标，根据开环频域指标推导有源阻尼系数和控制器参数关于开环频域指标的约束表达式，并根据约束表达式绘制其边界曲线，获得满足预设期望要求的可取区域，其中，所述开环频域指标包括稳态误差、相位裕度、幅值裕度；
分析单元204，用于分析所述开环频域指标对有源阻尼系数和控制器参数的取值影响，生成最终参数，以使得并网逆变器具有优异的稳态和动态性能，进而优化逆变器并网系统的性能。
本发明的第三实施例提供了机电能量变换器参数整定优化设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的机电能量变换器参数整定优化方法。
本发明的第四实施例提供了可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的机电能量变换器参数整定优化方法。
示例性地，本发明第三实施例和第四实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现机电能量变换器参数整定优化设备中的执行过程。例如，本发明第二实施例中所述的装置。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述机电能量变换器参数整定优化方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现对机电能量变换器参数整定优化方法的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现机电能量变换器参数整定优化方法的各种功能。所述存储器可主要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、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、文字转换功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、文字消息数据等）等。此外，存储器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，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡（Smart Media Card, SMC）、安全数字（SecureDigital, SD）卡、闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.机电能量变换器参数整定优化方法, 其特征在于，包括：
建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并选择准比例谐振控制器作为电流控制器，具体为：
建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并推导出指令电流到并网电流/>的传递函数，传递函数公式为：
其中，为指令电流/>的拉氏变换，/>为并网电流/>的拉氏变换，/>、/>、/>分别为逆变器侧电感、网侧电感、滤波电容，/>为电容电流反馈系数，/>为并网电流反馈系数，为逆变桥的调制增益，/>为准比例谐振控制器；
选择准比例谐振控制器作为电流控制器，QPR控制器的传递函数为：
其中，为比例系数，/>为谐振系数，/>为基波角频率，/>为谐振角频率，为保证电网频率在49.5Hz～50.5Hz波动时，所述QPR控制器有足够的增益，选取/>；
准确搭建单相LCL型并网逆变器及其控制结构；
通过对系统的结构框图进行等效变换，推出并网逆变器环路增益的表达式为：
；
从频域的角度，分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，获得LCL滤波器和准比例谐振控制器在预设的特定频段下的等效变换公式，具体为：
分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，其中，采用电容电流比例反馈系数能够抑制LCL滤波器的谐振尖峰；
改变谐振频率附近的幅频特性，其中，/>越大，谐振尖峰的阻尼效果越好，随着/>的增大，环路的相位裕度逐渐减小，以降低系统的鲁棒性;
当频率小于穿越频率时，LCL滤波器等效为/>的单电感L滤波器，单电感L滤波器的传递函数为：
当频率大于转折频率时，准谐振比例控制能够用传递函数代替，公式为：
其中，为比例系数，/>为谐振系数，/>为谐振角频率；
通过环路的频率特性分析有源阻尼系数和准比例谐振控制器参数对逆变器稳定裕度的影响；
通过分析基波频率、穿越频率以及谐振频率之间的关系，获得在预设的特定频率范围内，准比例谐振控制器、LCL滤波器等效变换的合理性；
获取开环频域指标，根据开环频域指标推导有源阻尼系数和控制器参数关于开环频域指标的约束表达式，并根据约束表达式绘制其边界曲线，获得满足预设期望要求的可取区域，其中，所述开环频域指标包括稳态误差、相位裕度、幅值裕度，具体为：
获取稳态误差、相位裕度PM、幅值裕度GM，并根据所述环路在基频的增益、所述相位裕度PM和所述幅值裕度GM，电容电流反馈系数/>和准比例谐振控制器参数，关于稳态误差、相位裕度PM、幅值裕度GM、PWM调制的约束表达式，其中，稳态误差为环路在基频的增益；
其中，由环路增益在穿越频率处的增益条件推导出比例系数/>关于/>的表达式，表达式为：
由环路在基频处的增益要求推导出谐振系数/>关于基频增益/>的表达式，表达式为：
由环路在穿越频率处相位裕度的要求推导出谐振系数/>关于相位裕度PM的表达式，表达式为:
得到电容电流反馈系数关于基频增益/>、相位裕度PM的表达式，表达式为:
由环路在谐振频率处幅值裕度的要求推出电容电流反馈系数/>关于GM的表达式，表达式为:
由逆变器PWM调制的约束推导，得到：
其中，为逆变器的开关频率，以穿越频率/>为自变量，电容电流反馈系数/>为因变量，绘制出电容电流反馈系数/>关于基频增益/>、相位裕度PM、所述幅值裕度GM、逆变器PWM得到的/>、/>、/>三者约束曲线包围的可行区域；
当选定电容电流反馈系数和穿越频率/>满足可行区域时，根据公式
和公式
得出谐振系数关于基频增益/>、相位裕度PM的关系曲面，其中，谐振系数/>的选取满足基频增益/>、相位裕度PM的约束要求；
分析所述开环频域指标对有源阻尼系数和控制器参数的取值影响，生成最终参数，以使得并网逆变器具有优异的稳态和动态性能，进而优化逆变器并网系统的性能。
2.机电能量变换器参数整定优化装置，其特征在于，包括：
数学模型建立单元，用于建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并选择准比例谐振控制器作为电流控制器，具体为：
建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型，并推导出指令电流到并网电流/>的传递函数，传递函数公式为：
其中，为指令电流/>的拉氏变换，/>为并网电流/>的拉氏变换，/>、/>、/>分别为逆变器侧电感、网侧电感、滤波电容，/>为电容电流反馈系数，/>为并网电流反馈系数，为逆变桥的调制增益，/>为准比例谐振控制器；
选择准比例谐振控制器作为电流控制器，QPR控制器的传递函数为：
其中，为比例系数，/>为谐振系数，/>为基波角频率，/>为谐振角频率，为保证电网频率在49.5Hz～50.5Hz波动时，所述QPR控制器有足够的增益，选取/>；
准确搭建单相LCL型并网逆变器及其控制结构；
通过对系统的结构框图进行等效变换，推出并网逆变器环路增益的表达式为：
；
等效变换单元，用于从频域的角度，分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，获得LCL滤波器和准比例谐振控制器在预设的特定频段下的等效变换公式，具体为：
分析准比例谐振控制器结合所述基于电容电流反馈有源阻尼的单相LCL型并网逆变器数学模型的频率特性，其中，采用电容电流比例反馈系数能够抑制LCL滤波器的谐振尖峰；
改变谐振频率附近的幅频特性，其中，/>越大，谐振尖峰的阻尼效果越好，随着/>的增大，环路的相位裕度逐渐减小，以降低系统的鲁棒性;
当频率小于穿越频率时，LCL滤波器等效为/>的单电感L滤波器，单电感L滤波器的传递函数为：
当频率大于转折频率时，准谐振比例控制能够用传递函数代替，公式为：
其中，为比例系数，/>为谐振系数，/>为谐振角频率；
通过环路的频率特性分析有源阻尼系数和准比例谐振控制器参数对逆变器稳定裕度的影响；
通过分析基波频率、穿越频率以及谐振频率之间的关系，获得在预设的特定频率范围内，准比例谐振控制器、LCL滤波器等效变换的合理性；
可取区域获取单元，用于获取开环频域指标，根据开环频域指标推导有源阻尼系数和控制器参数关于开环频域指标的约束表达式，并根据约束表达式绘制其边界曲线，获得满足预设期望要求的可取区域，其中，所述开环频域指标包括稳态误差、相位裕度、幅值裕度，具体为：
获取稳态误差、相位裕度PM、幅值裕度GM，并根据所述环路在基频的增益、所述相位裕度PM和所述幅值裕度GM，电容电流反馈系数/>和准比例谐振控制器参数，关于稳态误差、相位裕度PM、幅值裕度GM、PWM调制的约束表达式，其中，稳态误差为环路在基频的增益；
其中，由环路增益在穿越频率处的增益条件推导出比例系数/>关于/>的表达式，表达式为：
由环路在基频处的增益要求推导出谐振系数/>关于基频增益/>的表达式，表达式为：
由环路在穿越频率处相位裕度的要求推导出谐振系数/>关于相位裕度PM的表达式，表达式为:
得到电容电流反馈系数关于基频增益/>、相位裕度PM的表达式，表达式为:
由环路在谐振频率处幅值裕度的要求推出电容电流反馈系数/>关于GM的表达式，表达式为:
由逆变器PWM调制的约束推导，得到：
其中，为逆变器的开关频率，以穿越频率/>为自变量，电容电流反馈系数/>为因变量，绘制出电容电流反馈系数/>关于基频增益/>、相位裕度PM、所述幅值裕度GM、逆变器PWM得到的/>、/>、/>三者约束曲线包围的可行区域；
当选定电容电流反馈系数和穿越频率/>满足可行区域时，根据公式
和公式
得出谐振系数关于基频增益/>、相位裕度PM的关系曲面，其中，谐振系数/>的选取满足基频增益/>、相位裕度PM的约束要求；
分析单元，用于分析所述开环频域指标对有源阻尼系数和控制器参数的取值影响，生成最终参数，以使得并网逆变器具有优异的稳态和动态性能，进而优化逆变器并网系统的性能。
3.机电能量变换器参数整定优化设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的机电能量变换器参数整定优化方法。
4.可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如权利要求1所述的机电能量变换器参数整定优化方法。
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