直驱风机并网 发表于 2021-11-30 20:11:52

逆变器频率耦合特性,如何进行频域阻抗分析及阻抗扫描?

并网逆变器频率耦合特性,如何进行频域阻抗分析及阻抗扫描仿真?            最近在做并网逆变器频率耦合特性分析,采用的频域阻抗分析方法,Simulink仿真平台。
       根据我理解的理论:在并网逆变器稳定系统中,施加一个频率为 f_p 的正序三相电压扰动,在逆变器并网端口处会响应出两种频率的电流:频率 f_p 正序电流和 f_p-2*f_1 (f_1为50Hz)负序电流。由于响应出 f_p-2*f_1 负序电流,会进一步在并网端口处产生频率为 f_p-2*f_1 的负序电压。这个过程就是频率耦合过程。我在做仿真时遇到以下一些问题:
      1. 我理解的这个频率耦合过程是否准确?
      2. 能否通过MATLAB编程或Simulink仿真区分出正序与负序?
      3. 衔接问题2,傅里叶变换能否区分正序、负序?若能区分,那二者傅里叶变换后的相角有什么关系?
      4. 理论公式中关于频率平移如何进行处理?比如锁相环输出角度理论公式如图1
                                                      
                                                      图1 锁相环输出角度与扰动电压,耦合电压之间的关系
其中V_p,V_p2分别是扰动电压和耦合电压的频域量,T_PLL是锁相环输出相角Theta_PLL与V_p、V_p2的传函关系。
图1中进行理论计算时,后两个公式中的 T_PLL(s) 均进行了 T_PLL(s - 2*pi*f_1) 这种频率平移的处理,但第三个公式与仿真结果对应不上,如图2所示




                                                            
                                          图2 理论值与仿真值对比(散点图是仿真结果,曲线是理论公式计算)
主要问题:T_PLL(s - 2*pi*f_1) 这种频率平移的处理是否合理?还是仿真需要注意什么问题?
      5.如何对于这种频率耦合现象,通过注入电压法进行阻抗扫描?
      有些文献提及:在理想电压源中加入f_p 和 f_p-2*f_1频率的一组扰动电压,测量并网端口的电压和电流,并从中分离出这两种频率,针对每一组频率通过改变扰动谐波分量的幅值做两次测试,得到两次电压、电流测量结果,进而计算出阻抗矩阵对应的4个复导纳。但根据我所理解的频率耦合,应该是一个f_p的扰动电压在逆变器端口处,响应出 f_p 和 f_p-2*f_1的电流,进而再响应出 f_p-2*f_1的电压扰动。
所以主要问题:为什么要加入两个电压扰动?而不应该是加入f_p的电压扰动,同时检测出 f_p 和 f_p-2*f_1的电流和电压,进行阻抗计算吗?
    6.衔接问题4、5:图1在进行理论计算时,未采用文献中添加两个扰动的方法,而是只添加一个频率f_p的扰动电压,频率f_p-2*f_1的电压是仿真出的数据,这样理论计算是否合理?
       小弟问题比较多,主要有6个大问题并已经标红,真心感谢能够详细解答的各位大神,我把逆变器并网仿真、采集数据及理论计算用的代码以及最近仿真的结果整理后放置附件。欢迎诸位大神指出小弟的不足之处。





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