一种并网逆变器多机并联系统的环流分析方法及相关装置与流程

本发明涉及一种并网逆变器多机并联系统的环流分析方法及相关装置，属于电力电子变换。

背景技术：

1、并网逆变器作为连接新能源分布式发电系统与电网之间的接口设备，将直流电能转化为高质量的交流电能馈入电网，对基于可再生能源的分布式发电系统的安全、稳定和高质量运行有重要作用。然而传统单台并网逆变器由于受容量的限制不能满足大功率发电的需求，可以采用多机并联的结构来解决该问题。但是，随着并网逆变器的并联数量的增大，多机并联的并网逆变器之间相互耦合构成了一个高阶电路，容易引起系统的谐振。与并网逆变器与电网之间的谐振一样，各台并网逆变器之间的谐振，其表现形式为环流发生谐振，也会给并网逆变器的安全稳定运行造成严重的影响。为了解决环流发生谐振，就需要对环流产生机理和环流稳定性进行分析，但是目前还没有相应的方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种并网逆变器多机并联系统的环流分析方法及相关装置，解决了背景技术中披露的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种并网逆变器多机并联系统的环流分析方法，包括：

4、采用小扰动分析法，获取spwm调制环节的两频率模型；其中，spwm调制环节的输出作为并网逆变器桥臂的开关管驱动信号；spwm调制环节的两频率模型包括spwm调制环节的扰动频率模型和spwm调制环节的边带频率模型；

5、根据spwm调制环节的两频率模型和并网逆变器模型，获得两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路；

6、根据两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，分析环流产生机理和环流稳定性。

7、采用小扰动分析法，获取spwm调制环节的两频率模型，包括：

8、在spwm调制环节输入工频调制波的情况下，获取并网逆变器桥臂的输出电压；其中，工频调制波为注入小信号扰动量的工频调制波；

9、采用傅里叶逆变换，获取并网逆变器桥臂输出电压的扰动频率分量和边带频率分量；

10、根据小信号扰动量、并网逆变器桥臂输出电压的扰动频率分量和边带频率分量，获取spwm调制环节的两频率模型。

11、spwm调制环节的两频率模型为：

12、

13、

14、式中，ωp为小信号扰动量的扰动频率，负频率ωsb＝-ωsw+ω0+ωp，ωsw和ω0分别为载波频率和基波频率，θsw为调制环节载波的相位，vmp_α(jωp)、vmp_α(jωsb)分别为工频调制波小信号扰动量的扰动频率分量和边带频率分量，vinv_α(jωp)、vinv_α(jωsb)分别为并网逆变器桥臂输出电压的扰动频率分量和边带频率分量，gm1(jωp)表示工频调制波扰动频率分量到并网逆变器桥臂输出电压扰动频率分量的传递函数，gm2(jωsb)ejθsw表示工频调制波边带频率分量到并网逆变器桥臂输出电压扰动频率分量的传递函数，gm1(jωsb)表示工频调制波边带频率分量到并网逆变器桥臂输出电压边带频率分量的传递函数，gm2(jωp)e-jθsw表示工频调制波扰动频率分量到并网逆变器桥臂输出电压边带频率分量的传递函数。

15、根据spwm调制环节的两频率模型和并网逆变器模型，获得两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，包括：

16、将spwm调制环节的两频率模型加入并网逆变器模型，获得并网逆变器的两频率模型；

17、将并网逆变器的两频率模型拓展至多机并联的情况，获得两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路。

18、根据两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，分析环流产生机理和环流稳定性，包括：

19、根据两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，获取各并网逆变器输出电流的并网电流分量和环流分量；

20、根据各并网逆变器输出电流的并网电流分量和环流分量，分析环流产生机理和环流稳定性。

21、一种并网逆变器多机并联系统的环流分析装置，包括：

22、spwm模型模块，采用小扰动分析法，获取spwm调制环节的两频率模型；其中，spwm调制环节的输出作为并网逆变器桥臂的开关管驱动信号；spwm调制环节的两频率模型包括spwm调制环节的扰动频率模型和spwm调制环节的边带频率模型；

23、等效电路模块，根据spwm调制环节的两频率模型和并网逆变器模型，获得两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路；

24、分析模块，根据两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，分析环流产生机理和环流稳定性。

25、spwm模型模块被配置为：

26、在spwm调制环节输入工频调制波的情况下，获取并网逆变器桥臂的输出电压；其中，工频调制波为注入小信号扰动量的工频调制波；

27、采用傅里叶逆变换，获取并网逆变器桥臂输出电压的扰动频率分量和边带频率分量；

28、根据小信号扰动量、并网逆变器桥臂输出电压的扰动频率分量和边带频率分量，获取spwm调制环节的两频率模型。

29、spwm模型模块中，spwm调制环节的两频率模型为：

30、

31、

32、式中，ωp为小信号扰动量的扰动频率，负频率ωsb＝-ωsw+ω0+ωp，ωsw和ω0分别为载波频率和基波频率，θsw为调制环节载波的相位，vmp_α(jωp)、vmp_α(jωsb)分别为工频调制波小信号扰动量的扰动频率分量和边带频率分量，vinv_α(jωp)、vinv_α(jωsb)分别为并网逆变器桥臂输出电压的扰动频率分量和边带频率分量，gm1(jωp)表示工频调制波扰动频率分量到并网逆变器桥臂输出电压扰动频率分量的传递函数，gm2(jωsb)ejθsw表示工频调制波边带频率分量到并网逆变器桥臂输出电压扰动频率分量的传递函数，gm1(jωsb)表示工频调制波边带频率分量到并网逆变器桥臂输出电压边带频率分量的传递函数，gm2(jωp)e-jθsw表示工频调制波扰动频率分量到并网逆变器桥臂输出电压边带频率分量的传递函数。

33、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行并网逆变器多机并联系统的环流分析。

34、一种计算机设备，包括一个或多个处理器、以及一个或多个存储器，一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行并网逆变器多机并联系统的环流分析的指令。

35、本发明所达到的有益效果：本发明采用小扰动分析法，获取spwm调制环节的两频率模型，基于spwm调制环节的两频率模型，获取两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，根据两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，可有效分析出环流产生机理和环流稳定性，为解决环流谐振提供了基础。

技术特征：

1.一种并网逆变器多机并联系统的环流分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的并网逆变器多机并联系统的环流分析方法，其特征在于，采用小扰动分析法，获取spwm调制环节的两频率模型，包括：

3.根据权利要求2所述的并网逆变器多机并联系统的环流分析方法，其特征在于，spwm调制环节的两频率模型为：

4.根据权利要求1所述的并网逆变器多机并联系统的环流分析方法，其特征在于，根据spwm调制环节的两频率模型和并网逆变器模型，获得两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，包括：

5.根据权利要求1所述的并网逆变器多机并联系统的环流分析方法，其特征在于，根据两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，分析环流产生机理和环流稳定性，包括：

6.一种并网逆变器多机并联系统的环流分析装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的并网逆变器多机并联系统的环流分析装置，其特征在于，spwm模型模块被配置为：

8.根据权利要求7所述的并网逆变器多机并联系统的环流分析装置，其特征在于，spwm模型模块中，spwm调制环节的两频率模型为：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行权利要求1～5所述的任一方法。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种并网逆变器多机并联系统的环流分析方法及相关装置，本发明采用小扰动分析法，获取SPWM调制环节的两频率模型，基于SPWM调制环节的两频率模型，获取两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，根据两频率模型下并网逆变器多机并联系统的等效电路，可有效分析出环流产生机理和环流稳定性，为解决环流谐振提供了基础。

技术研发人员：史明明,郑仙,费骏韬,谢文强,喻建瑜
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22