孤岛微电网序阻抗建模与高频振荡抑制

孤岛微电网无大电网支撑,源-荷电力电子装备间强交互耦合,易发生高频振荡等稳定性问题。对此,提出了一种离网源脉宽调制(PWM)逆变器的阻抗重构控制方法,可提高离网源PWM逆变器的输出序阻抗在高频处的相位,增加系统阻尼,能有效抑制系统高频振荡。采用谐波线性化方法,建立离网源PWM逆变器的小信号宽频带正、负序阻抗模型。为了进一步分析孤岛系统的源-荷交互稳定性,建立负荷PWM整流器的正、负序阻抗模型。然后,根据所建宽频带正、负序阻抗模型和Nyquist稳定性判据分析了控制方法、负荷类型、负荷功率大小对孤岛微电网系统稳定性的影响,揭示了孤岛微电网中源PWM逆变器与负荷PWM整流器型负荷交互发生高频振荡的本质原因:在高频处孤岛逆变器的输出阻抗具有负电阻值容性阻抗特性,而PWM整流器型负荷的输入阻抗为感性,导致系统阻抗比不满足稳定判据。所提阻抗重构控制方法,通过增加电压反馈支路,以改善孤岛逆变器在高频处的相位特性,增加系统阻尼,提高系统稳定性。最后,实验验证了本文分析的正确性。