基于模态分析法的分布式电源并网系统谐振分析文献综述

文献综述（或调研报告）：

在光伏电站、风电场以及包含其他新能源发电的微电网中，通常采用多个逆变器并联入网的系统结构。而在多逆变器并网系统中易出现谐振问题。谐波谐振一方面会导致电网的电能质量下降，另一方面可诱发谐波不稳定性，进一步可导致系统不稳定，威胁着系统的安全稳定运行^[2]。分析谐波谐振的方法主要有频率扫描法和模态分析法，前者虽可准确判定谐振频率却难以给出更多的谐振信息。模态分析法将系统节点导纳矩阵进行特征值分解识别出模式谐振频率以及节点参与因子，从而给出更多的谐振抑制、避免等信息^[3]。

并网逆变器的输出滤波器有 L、LC 和 LCL 三种形式，通过对这三种滤波器的滤波性能进行对比发现，LCL 滤波器高次谐波衰减效果显著，即使在低开关频率和较小的电感情况下也能满足电流谐波衰减要求^[4]。文献[5]分析了电网电压对并网电流的影响，电网电压的基波导致并网电流存在稳态误差，而电网电压中的谐波使并网电流产生畸变，导致并网电流 THD 增大。为抑制电网电压对并网电流的影响，论文针对 LCL 型逆变器提出了电网电压全前馈控制策略，并结合实际电网电压谐波分布的具体情况，讨论了简化的电网电压前馈策略。文献[10]针对目前国内外LCL型滤波器的设计方法，分析几种设计方法的优缺点，提出了在尽量节约总的电感磁芯材料的前提下，设计出滤波效果最优的 LCL 型滤波器的参数值，同时还保证 LCL型滤波器的谐振频率不能太小，以免成为制约电流控制器设计时的因素。文献[11]对三相数字锁相环的原理及性能进行研究，得出在不同次谐波下的相位谐波规律，并对三相锁相环的基本性能及各种干扰下的输出误差进行了较全面的分析。

为建立更加逼近实际并网系统的逆变器输出阻抗模型，文献[12]提出将死区效应和开关器件非理想特性考虑到模型中来增加其精确性，并以LCL型滤波器双闭环控制系统为例做详细的模型推导。利用提出的输出阻抗模型，对多个并网逆变器与电网组成的分布式阻抗网络进行建模及谐波交互分析。为了深入研究多逆变器并网系统谐振机理，以采取有效的措施抑制系统谐振。文献[13]基于闭环传递函数法建立了电容电流和网侧电流双闭环控制的 L现并网逆变器诺顿等效模型。利用所建立的模型分析多逆变器并网系统谐振特性及参数对系统谐振的影响。文献[17]建立弱电网下多逆变器并网等效模型，采用基于频率的 RGA 矩阵与 NI 指数相结合的方法对逆变器控制通道间的交互作用进行定量分析，在确保并网系统稳定性的前提下，给出了随着并网逆变器台数、控制参数和电网等值阻抗改变时交互影响的变化特性。文献[18]将阻抗建模方法推广到三相LCL型并网逆变器，为配电网稳定性研究提供更加准确的并网逆变器模型。

文献提供了逆变器建模过程以及对元件灵敏度的简要分析，基于alpha;beta;坐标系和比例谐振控制器，建立逆变器诺顿等效模型，利用模态分析确定系统的谐振频率，根据参与因子大小来确定谐振的影响范围，通过模态灵敏度分析来确定谐振时系统各元件对谐振的参与程度。最后依据计算数据，在 PSCAD 平台中搭建仿真模型，结果证明模态分析法分析并网谐振现象的可行性。逆变器是电网系统研究工作最重要的部分，对逆变器进行建模研究后推广到整个分布式电源电网，对电网系统进行建模和分析，深入研究系统的谐振模态及分析谐振对系统关键元件和控制参数的敏感度。

参考文献

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