光伏多逆变器并联系统全局谐振抑制策略

摘要

【目的】随着可再生能源发电的快速发展，光伏发电因其安全可靠、调节灵活和清洁环保等优势，已得到广泛应用。在大规模光伏发电的需求背景下，光伏电站通常采用多台逆变器并联并网的方式以提高发电效率。然而，随着并网规模的扩大，弱电网中的感性阻抗对电网的稳定性和可靠性带来了挑战，表现为全局谐振抑制效果不佳及系统稳定性失控的风险。【方法】首先，构建光伏多逆变器并联系统的诺顿等效模型，并基于该模型深入分析弱电网条件下多逆变器系统的谐振特性，发现耦合谐振频率与逆变器台数呈负相关关系。其次，基于控制理论，提出结合电容电流反馈和电网电压前馈的优化控制策略，以有效解决多逆变器系统中的全局耦合谐振问题。同时，在公共耦合点(PCC)设计并联虚拟导纳的全局谐振抑制策略，从系统层面实现对全局谐振的有效抑制。最后，通过对2台和4台逆变器并联系统进行策略实施前后的仿真实验，以及与其他文献方法的对比仿真实验，验证本文策略的正确性和有效性。【结果】理论分析与仿真结果表明，全局谐振抑制策略能够显著提高系统的稳定性。通过Nyquist判据验证优化控制策略及参数的合理性。仿真实验结果显示，应用本文策略后，系统的谐波含量从17.32%显著降低至1.71%。这一结果表明，本文策略能够有效抑制全局谐振，并增强系统的稳定运行能力。【结论】本文构建了光伏多逆变器并联系统的诺顿等效模型，并创新性地分析了弱电网条件下的谐振特性。在此基础上，提出了一种结合电容电流反馈与电网电压前馈优化控制，在PCC处并联虚拟导纳的全局谐振抑制策略。该策略有效解决了多逆变器并联系统中因逆变器数量多、电网感抗大而引发的稳定性问题。通过对比仿真实验进一步证明了该策略在全局谐振抑制方面的优越性，为光伏发电并网系统的高效运行提供了重要参考。

关键词

弱电网 / 并联逆变器 / 谐振特性 / 前馈优化 / 虚拟导纳 / 全局抑制 / 感性阻抗