论文部分内容阅读
随着光伏、风力发电等分布式发电系统大规模化并网,新能源发电渗透率逐渐增大。由于分布式发电系统安装地点大多位于偏远地区,经过较长的输电线路和大量的变压装置,导致公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)呈现的电网阻抗不可忽略,此时电网呈现弱电网特性。在弱电网条件下,逆变器和电网之间会发生动态交互影响,此时电网阻抗对逆变器的并网稳定性等控制性能的影响不可忽略。因此,快速精确地获得电网阻抗信息,是分析研究逆变器和电网动态交互,提高逆变器并网稳定性的基础。本文首先研究了弱电网情况下的并网逆变器数学模型,分析了电网阻抗对并网逆变器动态性能和并网稳定性等控制性能的影响。然后,本文介绍了电网阻抗检测的基本原理,在现有文献研究的基础上,分别对电网阻抗检测的扰动注入方式和扰动提取方式进行了分析研究。扰动注入方式主要研究了单谐波注入法和宽频脉冲注入法,并对比分析了两种注入方式的优缺点以及适用范围;扰动提取方式主要研究了离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)提取方法和复数滤波器(Complex Coefficient Filter,CCF)提取方法。针对DFT计算量大存在固有延时的问题,提出基于SDFT提取的电网阻抗检测方法,有效缩短了程序运行时间,减少了 DSP的运算量;针对电网背景谐波含量较大情况下基于单模块复数滤波器(Single Complex Coefficient Filter,SCCF)的电网阻抗检测方法检测精度下降的问题,提出了基于多模块复数滤波器(Multiple Complex Coefficient Filters,MCCF)的电网阻抗检测方法,从而在不平衡和谐波电网下也可保证电网阻抗检测准确性。最后,本文从提取精度和动态性能等方面对比分析了基于SDFT提取和基于MCCF提取的电网阻抗检测。通过Matlab/Simulink仿真分析和实验平台研究,验证了电网阻抗对并网逆变器稳定性影响以及所提电网阻抗检测方法的有效性和实用性。