弱电网下并网逆变器序导纳建模与稳定性分析

"弱电网下的并网逆变器在与新能源并网时可能会遇到稳定性问题，这主要由直流母线的扰动和镜像频率耦合引起。文章介绍了一种解决此类问题的方法，即通过双谐波线性化技术建立三相LCL型并网逆变器的序导纳模型。此模型考虑了直流母线和镜像频率的影响，旨在提高并网交互系统的稳定性。作者还简化了传统的矩阵序导纳模型，将其转化为单输入单输出模型，以分析锁相环、直流电压外环和电流内环控制器带宽对导纳特性的影响。通过MATLAB/Simulink仿真，验证了模型的准确性和在提升弱电网稳定性方面的有效性。关键词包括弱电网、并网逆变器、镜像频率耦合、稳定性分析和双谐波线性化。" 本文着重研究了新能源并网系统中的稳定性问题，尤其是在弱电网环境下。随着可再生能源的广泛应用，其并网后可能引起的系统交互失稳问题变得越来越重要。在PCC电压相位基准的dq电流解耦控制策略下，传统的并网逆变器被等效为受控电流源。然而，由于可再生能源通常位于偏远地区，其并入电网的线路阻抗和变压器阻抗可能导致较大的电网阻抗，使得弱电网环境下的稳定性问题更加突出。 为了分析并解决这一问题，作者采用了双谐波线性化方法来构建三相LCL型并网逆变器的序导纳模型。该模型考虑了直流母线的波动以及镜像频率耦合的效应，这些因素在实际运行中都可能影响逆变器的稳定性和性能。通过这种方式，可以更全面地理解逆变器与电网的相互作用。 此外，研究还简化了传统的矩阵序导纳模型，将其转化为单输入单输出形式，便于分析不同控制环路（锁相环、直流电压外环和电流内环）的带宽对逆变器导纳特性的影响。这有助于优化控制器设计，以改善系统的动态响应和稳定性。 在MATLAB/Simulink仿真平台上，作者验证了所建立的序导纳模型在非线性时域系统中的准确性，并利用奈奎斯特稳定判据证明了模型对于提高弱电网下并网交互系统稳定性的有效性。这种方法为设计更稳定的并网逆变器提供了理论基础，对于应对可再生能源并网带来的稳定性挑战具有重要意义。