基于内/外部稳定性的构网型逆变器中高频谐振机理分析与控制优化

作     者：赫玉莹 杜夏恒 张犁 王学华 秦旷 

作者机构：河海大学电气与动力工程学院 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 国网湖南省电力有限公司经济技术研究院 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：构网型逆变器 稳定性 谐振 控制参数 前馈策略 

摘      要：随着新能源渗透率的提高，具有电压和频率支撑能力的构网型逆变器正得到广泛关注。现有研究主要聚焦于构网型逆变器的次/超同步振荡问题，但类似于跟网型逆变器，控制延时作用于电压电流控制环路，也给系统带来中高频谐振风险。该文揭示电压电流双环控制构网型逆变器的中高频谐振机理，并分别从内部稳定性和外部稳定性两个维度，提出清晰直观的控制参数设计指导方法和虚拟阻抗构建的优化控制策略。所提出的参数优化设计方法避免了反复试凑，并保证系统的内部稳定性和低稳态误差。通过严谨推导并分析并网电流前馈函数与输出阻抗的矢量映射关系，该文提出简单有效的并网电流前馈策略，提升了逆变器对电网阻抗的鲁棒性。最后，在一台10 kW的逆变器原理样机上，验证了上述理论分析的正确性和所提策略的有效性。