弱电网条件下考虑频率耦合的三相并网逆变器简化阻抗建模及宽频带振荡分析

摘要

并网逆变器作为新能源并网时的关键接口,弱电网条件下其输出阻抗和电网阻抗的交互,可能会引起10～2000 Hz宽频带振荡问题,通过分析锁相环、电流环及延时环节对阻抗特性的影响发现,锁相环和电流环是引起系统中低频振荡的主要原因,延时是引起系统高频振荡的主要原因.在考虑频率耦合的情况下,建立了并网逆变器单输入单输出SISO(single input single output)序阻抗模型,并根据不同控制环主导影响不同频段的动态,建立了中低频段(10～800 Hz)和高频段(>800 Hz)简化模型.针对不同控制器对系统阻抗影响界限模糊的问题,通过对系统阻抗曲线的分频段分析明确了不同控制器对于系统稳定性的影响界限,通过阻抗匹配和奈奎斯特判据对逆变器并网系统的稳定性进行了研究.最后,通过仿真和实验验证了本文的分析.