并网变换器视角下电力系统持续性振荡机理与低频耦合特性

随着“双高”电力系统及新型电力系统的发展，弱电网中的电压扰动会引起LCL型并网变换器的并网电流出现频率耦合，甚至持续性振荡。虽已有大量文献对其进行了研究，但大多围绕耦合现象、耦合因素的完备性、控制系统参数的敏感度、模型的精确性等方面，对于并网系统耦合物理意义，“双输入双输出”特性的演变机理，电压扰动、电网阻抗、频率耦合三者的关系等尚未厘清。建立并网系统中扰动频率/耦合频率的统一复变量模型，分析了并网变换器的单入双出(single input double output,SIDO)特性向双入双出(double input double output,DIDO)特性的演变机理，厘清了电压扰动、电网阻抗、频率耦合三者的关系，进而提出一种基于改进锁相环(phase locked loop,PLL)结构的鲁棒电流控制策略，并详细设计了相关参数。相较传统方法，论证了由扰动频率激发出的镜像耦合频率分量是导致失稳或振荡的主要原因。电网阻抗的存在会加重并网扰动的低频耦合程度，同时，低频特性的改善有助于提升变换器对弱电网的适应性。最后，利用实验平台验证了理论分析的正确性。