弱电网下并网变换器的高鲁棒性控制及稳定性分析

摘要

在实际工程应用中，分布式电源大量入网使得弱电网阻抗的变化不能再被忽略，为提高并网变换器对电网阻抗变化的鲁棒性，提出一种提高正负阻尼分界频率的改进的有源阻尼控制策略。分析得出数字控制延时对系统稳定性的影响机理，为了消除延时对有源阻尼效果的负面影响，对阻尼控制环节插入相位补偿器进行优化设计，使得正负阻尼分界频率提高到接近奈奎斯特频率。设计与电网阻抗宽范围变化相匹配的反馈系数，解决了阻抗变化造成谐振频率偏移的问题，实现了并网变换器在弱电网下对电网阻抗的高鲁棒性。通过分析LCL谐振频率在奈奎斯特频率内变化时系统的性能，可知采用该方法时系统能保持稳定。研究结果表明，所提有源阻尼控制策略在弱电网阻抗变化的适应性上有了明显提升。最后，通过仿真和实验结果验证了所提策略和参数设计对实现弱电网高鲁棒性的有效性。

关键词

弱电网 / 高鲁棒性 / 数字控制延时 / 有源阻尼 / 谐波稳定性 / 相位补偿