(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211149097.3 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 程成　谢少军　谭玲娟　屠琳　 许津铭　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 王安琪 (51)Int.Cl. H02M 7/48(2007.01) H02M 7/537(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种可提高并网变流器全局稳定性的开环 同步方法 (57)摘要 本发明公开了一种可提高并网变流器全局 稳定性的开环 同步方法， 包括如下步骤： 步骤1、 通过电压传感器采集公共耦合点处电压， 获取数 字信号处理器输入的电压信号， 经过数字二阶广 义积分器滤除采集信号的谐波分量， 得到一对正 弦正交信号； 步骤2、 将一对正弦正交信号进行开 方根运算， 获得公共耦合点电压基波信号的幅 值， 将基波信号除以其幅值， 归一化运算得到单 位幅值的正弦基波信号； 步骤3、 单位幅值的正弦 基波信号与功率控制设定的电流幅值系数相乘 获得开环同步模块的输出信号， 即为并网逆变器 控制所需的同步电流基准信号。 本发 明为并网变 流器的跟网控制提供电网同步电流基准， 并具有 简单的非线性结构以实现并网变流器严格的绝 对稳定性设计 。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115483843 A 2022.12.16 CN 115483843 A 1.一种可提高并 网变流器全局稳定性的开环同步方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1、 通过电压传感器采集公共耦合点处电压， 获取数字信号处理器DSP输入的电压 信号， 经过一个数字二阶广义积分器滤除采集信号的谐波分量， 从而得到一对正弦正交信 号uα和uβ， 其中信号uα为采集信号的基波分量； 步骤2、 将一对正弦正交信号进行开方根运算， 以获得公共耦合点电压基波信号的幅值 V1， 进一步将基波信号uα除以其幅值V1， 归一化运算得到单位幅值的正弦基波信号m(t)； 步骤3、 单位幅值的正弦基波信号m(t)与功率控制设定 的电流幅值系数Iref(t)相乘获 得开环同步模块的输出信号， 该信号与采集的公共耦合点电压信号同步， 且幅值可控， 即为 并网逆变器控制所需的同步电流基准信号 iref(t)。 2.如权利要求1所述的可提高并网变流器全局稳定性的开环同步方法， 其特征在于， 步 骤1中， 二阶广义积分器在复域的表达式为 式中K为控制二阶广义积分器带宽的标量 参数， ωg＝100 πrad/s为电网的角频率。 3.如权利要求1所述的可提高并网变流器全局稳定性的开环同步方法， 其特征在于， 步 骤2中， 将一对正交信号进行开方根运算以获得公共耦合点电压基波信号的幅值， 计算 公式 为 4.如权利要求1所述的可提高并网变流器全局稳定性的开环同步方法， 其特征在于， 步 骤2中， 通过归一化运算得到单位幅值的正弦基波信号， 具体计算公式为m(t)＝f(uα(t))＝ uα(t)/V1(t)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115483843 A 2一种可提高 并网变流器全局稳定性的开环同步方 法 技术领域 [0001]本发明涉及并网变流器控制技术领域， 尤其是一种可提高并网变流器全局稳定性 的开环同步方法。 背景技术 [0002]分布式并网发电系统得到蓬勃快速发展， 并网逆变器作为连接新能源和电网的接 口设备得到广泛关注和研究。 为尽可能实现最大效率功率输出， 并网逆变器一般采用跟网 控制策略。 在跟网型并网逆变器中， 通常采用锁相环作为同步环节以实时估计公共耦合点 电压的相位， 从而向电流控制器提供同步电流基准。 考虑到较长的输配电线路、 较多的隔离 变压器、 大量的分布式发电设备挂接于公共耦合点等因素， 公共耦合点处电网实际可能为 弱电网， 存在较大 的电网阻抗、 电压谐波。 在弱电网下， 锁相环输入与电流控制环及电网阻 抗相互耦合， 因此锁相环动态将影响整个逆变器的稳定性， 并且已有研究显示这样的影响 往往是不利的。 [0003]虽然可以通过锁相环改进、 电流控制结构改进和适当的控制参数选择等方法改进 并网变流器的工作稳定性， 但现有的控制方法改进和控制参数设计大多 是基于稳态工作点 处线性化的小信号线性系统模型， 因此， 这些改进和设计方法能够实现并网变流器在扰动 较小时的稳定性， 但当扰动较大时， 比如， 突然的功率控制指令变化、 电网阻抗突变及电网 电压突变(降落或抬升)等， 由于工作点的大幅偏移， 这些基于小信号模型的控制方法改进 和参数设计可能面临失效， 难以保证并 网变流器的全局(包括大、 小扰动)  稳定运行。 [0004]实践中， 由于锁相环的非线性结构十分复杂， 通常难以通过常规的非线性分析手 段， 对包含锁相环在内的整个逆变器系统进行严格的稳定性设计。 为解决并网逆变器包含 大小扰动的全局稳定性问题， 可以从简化同步环节非线性结构的角度入手， 提出更为简单 的新型电网同步 技术。 发明内容 [0005]本发明所要解决的技术问题在于， 提供一种可提高并网变流器全局稳定性的开环 同步方法， 为并网变流器的跟网控制提供电网同步电流基准， 并具有简单 的非线性结构以 实现并网变流器严格的绝对稳定性设计。 [0006]为解决上述技术问题， 本发明提供一种可提高并网变流器全局稳定性的开环同步 方法， 包括如下步骤： [0007]步骤1、 通过电压传感器采集公共耦合点处电压， 获取数字信号处理器DSP输入的 电压信号， 经过一个数字二 阶广义积分器滤除采集信号的谐波分量， 从而得到一对正弦正 交信号uα和uβ， 其中信号uα为采集信号的基波分量； [0008]步骤2、 将一对正弦正 交信号进行开方根运算， 以获得公共耦合点电压基波信号的 幅值V1， 进一步将基波信号uα除以其幅值V1， 归一化运算得到单位幅值的正弦基波信号m (t)；说　明　书 1/5 页 3 CN 115483843 A 3