一种三相LCL逆变器的谐振判断方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及逆变器，尤其一种三相lcl逆变器的谐振判断方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、随着全球范围内，风电和光伏发电等新能源在电力系统中的比重不断增加。许多新能源发电系统大多通过并网逆变器与电网连接，在逆变器并网时需保证逆变器和电网不发生谐振，以免影响电力系统的稳定运行，但是在逆变器并网时会发生由于逆变器和电网侧的并网电压不对称所导致的电网发生谐振，因此，可以采取在逆变器并网前判断出其会不会发生谐振，从而减少逆变器并网后对元器件的损害。

2、传统的在考虑逆变器耦合阻抗计算逆变器输出阻抗时，需要用广义奈奎斯特稳定性判据作为系统是否会发生谐振，但是由于逆变器输出阻抗是二维的阻抗矩阵，难以同时对角化，使用广义奈奎斯特稳定性判据时计算步骤复杂，表达式阶数较高，不易化简，失去了阻抗分析的优势。再加上新能源发电的波动性和电力电子的高维、宽频带控制特性，传统电力系统的谐振判断方法亟需扩展和更新。

技术实现思路

1、本发明提供了一种三相lcl逆变器的谐振判断方法、装置、设备及介质，能够简便地进行三相lcl逆变器的谐振判断。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种三相lcl逆变器的谐振判断方法，包括：

3、获取三相lcl逆变器的阻抗参数；

4、根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数，获得三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式；

5、根据所述三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式获取阻抗行列式的第一实部；

6、将所述阻抗行列式的第一实部和预设的整定常数进行比较，当所述阻抗行列式的第一实部大于所述预设的整定常数时，确定三相lcl逆变器会发生谐振。

7、本发明实施例的有益效果为：

8、本发明实施例通过计算三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式，根据三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式获取阻抗行列式的第一实部，并将该第一实部和预设的整定常数进行比较，即可通过阻抗行列式的第一实部和预设的整定常数的大小关系判断三相lcl逆变器的是否会发生谐振；相比于采用广义奈奎斯特稳定性判据对三相lcl逆变器进行谐振判断时，需要对难以同时对角化的二维输出阻抗进行复杂计算，并难以对高阶表达式进行化简，本发明实施例只需计算获得三相lcl逆变器的阻抗行列式，并将阻抗行列式的实部和预设的整定常数进行比较即可判断三相lcl逆变器是否会发生谐振，降低谐振分析人员的计算能力要求，以使谐振分析人员能够更简单方便地对三相lcl逆变器进行谐振判断，进一步可以更便捷地维护电力系统。

9、作为优选方案，所述根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数，获得三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式，包括：

10、获取三相lcl逆变器在复频域内的整体阻抗，并将所述三相lcl逆变器在复频域内的整体阻抗变换为三相lcl逆变器在复频域内的阻抗行列式；

11、对三相lcl逆变器在复频域内的行列式进行变换并获得三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式。

12、作为优选方案，所述获取三相lcl逆变器在复频域内的整体阻抗，包括：

13、根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数计算三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗；

14、根据所述三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗计算获得三相lcl逆变器在复频域下的整体阻抗；所述三相lcl逆变器在复频域下的整体阻抗具体为：

15、zt(s)＝zg(s)+zn(s)

16、上式中，zt(s)为三相lcl逆变器在复频域下的整体阻抗；zg(s)为三相lcl逆变器在复频域下的网侧阻抗；zn(s)为三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗。

17、作为优选方案，所述根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数计算三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗，包括：

18、根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数计算获得三相lcl逆变器的输出阻抗；所述阻抗参数包括三相lcl逆变器的正序阻抗、负序阻抗和耦合阻抗；所述三相lcl逆变器的输出阻抗具体为：

19、

20、上式中，zn为三相lcl逆变器的输出阻抗，zpp为三相lcl逆变器的正序阻抗，znn为三相lcl逆变器的负序阻抗，zpn和znp为三相lcl逆变器的耦合阻抗；

21、将所述三相lcl逆变器的输出阻抗变换为三相lcl逆变器在复频域内的输出阻抗。

22、作为优选方案，所述根据所述三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式获取阻抗行列式的第一实部，包括：

23、根据三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式的虚部获取零点频率；

24、根据所述零点频率和三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式的实部获取阻抗行列式的第一实部。

25、相应的，为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种三相lcl逆变器的谐振判断装置，包括：参数获取模块、行列式获取模块、实部获取模块和判断模块；

26、其中，所述参数获取模块用于获取三相lcl逆变器的阻抗参数；

27、所述行列式获取模块用于根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数，获得三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式；

28、所述实部获取模块用于根据所述三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式获取阻抗行列式的第一实部；

29、所述判断模块用于将所述阻抗行列式的第一实部和预设的整定常数进行比较，当所述阻抗行列式的第一实部大于所述预设的整定常数时，确定三相lcl逆变器会发生谐振。

30、作为优选方案，所述行列式获取模块包括第一变换单元和第二变换单元；

31、其中，所述第一变换单元用于获取三相lcl逆变器在复频域内的整体阻抗，并将所述三相lcl逆变器在复频域内的整体阻抗变换为三相lcl逆变器在复频域内的阻抗行列式；

32、所述第二变换单元用于对三相lcl逆变器在复频域内的行列式进行变换并获得三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式。

33、作为优选方案，所述第一变换单元用于获取三相lcl逆变器在复频域内的整体阻抗，包括：

34、根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数计算三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗；

35、根据所述三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗计算获得三相lcl逆变器在复频域下的整体阻抗；所述三相lcl逆变器在复频域下的整体阻抗具体为：

36、zt(s)＝zg(s)+zn(s)

37、上式中，zt(s)为三相lcl逆变器在复频域下的整体阻抗；zg(s)为三相lcl逆变器在复频域下的网侧阻抗；zn(s)为三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗。

38、作为优选方案，所述根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数计算三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗，包括：

39、根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数计算获得三相lcl逆变器的输出阻抗；所述阻抗参数包括三相lcl逆变器的正序阻抗、负序阻抗和耦合阻抗；所述三相lcl逆变器的输出阻抗具体为：

40、

41、上式中，zn为三相lcl逆变器的输出阻抗，zpp为三相lcl逆变器的正序阻抗，znn为三相lcl逆变器的负序阻抗，zpn和znp为三相lcl逆变器的耦合阻抗；

42、将所述三相lcl逆变器的输出阻抗变换为三相lcl逆变器在复频域内的输出阻抗。

43、作为优选方案，所述实部获取模块包括：零点频率获取单元和第一实部获取单元；

44、其中，所述零点频率获取单元用于根据三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式的虚部获取零点频率；

45、所述第一实部获取单元用于根据所述零点频率和三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式的实部获取阻抗行列式的第一实部。

46、本发明实施例还提供了一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任意一项所述三相lcl逆变器的谐振判断方法的步骤。

47、本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述三相lcl逆变器的谐振判断方法的步骤。

技术特征：

1.一种三相lcl逆变器的谐振判断方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种三相lcl逆变器的谐振判断方法，其特征在于，所述根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数，获得三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式，包括：

3.如权利要求2所述的一种三相lcl逆变器的谐振判断方法，其特征在于，所述获取三相lcl逆变器在复频域内的整体阻抗，包括：

4.如权利要求3所述的一种三相lcl逆变器的谐振判断方法，其特征在于，所述根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数计算三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗，包括：

5.如权利要求1所述的一种三相lcl逆变器的谐振判断方法，其特征在于，所述根据所述三相lcl逆变器在频域内的阻抗行列式获取阻抗行列式的第一实部，包括：

6.一种三相lcl逆变器的谐振判断装置，其特征在于，包括：参数获取模块、行列式获取模块、实部获取模块和判断模块；

7.如权利要求6所述的一种三相lcl逆变器的谐振判断装置，其特征在于，所述行列式获取模块包括第一变换单元和第二变换单元；

8.如权利要求7所述的一种三相lcl逆变器的谐振判断装置，其特征在于，所述第一变换单元用于获取三相lcl逆变器在复频域内的整体阻抗，包括：

9.如权利要求8所述的一种三相lcl逆变器的谐振判断装置，其特征在于，所述根据所述三相lcl逆变器的阻抗参数计算三相lcl逆变器在复频域下的输出阻抗，包括：

10.如权利要求6所述的一种三相lcl逆变器的谐振判断装置，其特征在于，所述实部获取模块包括：零点频率获取单元和第一实部获取单元；

11.一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任意一项所述三相lcl逆变器的谐振判断方法的步骤。

12.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任意一项所述三相lcl逆变器的谐振判断方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种三相LCL逆变器的谐振判断方法、装置、设备及介质，通过计算逆变器在频域内的阻抗行列式，根据逆变器在频域内的阻抗行列式获取阻抗行列式的实部，并将该第实部和预设的整定常数进行比较，即可通过实部和预设的整定常数判断逆变器的是否会发生谐振；相比于采用广义奈奎斯特稳定性判据对逆变器进行谐振判断时，需要对难以同时对角化的二维输出阻抗进行复杂计算，并难以对高阶表达式进行化简，本发明只需计算获得逆变器的阻抗行列式，并比较阻抗行列式的实部和预设的整定常数即可判断逆变器是否会发生谐振，使谐振分析人员能够更简单方便地对逆变器进行谐振判断，进一步可以更便捷地维护电力系统。

技术研发人员：刘琨,王宾,吴启航,卢建刚,李一泉,吴梓亮,刘世丹,刘玮,袁亮荣,成佳富,付元欢,王峰,焦邵麟,温涛,谭乾,朱佳,杨之翰
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23