电力论文哪里有？本文以三电平NPC变换器为基础展开研究，针对电网电压含有背景谐波情况，采用电网电压全前馈实现并网电流质量的提高；针对弱电网情况下，电网阻抗无法忽视，锁相环耦合电网阻抗，引起逆变器并网稳定性降低的问题，提出一种高鲁棒性的电网电压全前馈控制策略，实现系统稳定裕度和稳定阻抗区间的增大；
1绪论
1.2国内外研究现状
1.2.1三电平变换器并网电流控制策略的研究现状
在分布式发电系统中，并网逆变器作为其重要接口之一得到了快速的发展，而三电平并网逆变器由于其电能质量更高、容量更大、电磁干扰更小；导通损耗更低，整体效率更高；简化开关时序，及时故障保护的高效率及高可靠性等优点，在电网当中得到广泛应用[9]。
并网逆变器输出电压中的谐波含量较高，仅采用LCL滤波器仍无法满足并网要求[12]。因此，需要对并网逆变器并网电流控制策略进行研究。此外，电网呈弱电网甚至极弱电网特性时，PCC处电压谐波含量增加，并网电流发生严重畸变影响系统稳定性，严重则会导致电网崩溃[13-14]。因此，需要研究适合弱电网情况的并网逆变器高鲁棒性控制策略。
由于PCC处的电压通常含有大量的谐波，LCL并网逆变器的输出电流将严重失真，不能满足国际标准的要求[15]。LCL并网逆变器在谐波电压干扰条件下向电网输送高质量电能，这是并网逆变器设计的关键因素[16-17]。为了解决这一问题，传统的研究包括两种方法:一种方法是用先进的控制器代替原有的控制器来抑制谐波干扰;另一种方法是在原控制器的基础上增加前馈回路抑制谐波干扰，调整速度更快。
第一种方法根据不同的坐标系主要包括重复控制[18]、比例共振(PR)控制[19]、修正比例共振(MPR)控制[20]、比例积分(PI)控制[21]、PI-Res控制[22]以及上述方法的改进形式等。然而，随着控制器的不断改进，控制算法更加复杂，控制器的参数设计过程也更加复杂。
3弱电网下考虑锁相环影响的改进控制策略
3.1弱电网下传统电网电压全前馈控制策略考虑锁相环影响的局限性
3.1.1 PLL环路建模及参数设计
在强电网状态下，电网阻抗的变化对系统稳定性的影响相对较小。这是因为强电网具备较低的阻抗和较高的短路容量，使得电力电子设备能够在相对稳定的环境中运行。然而，随着电力电子设备在电网中的广泛应用，电网逐渐呈现出弱电网甚至极弱电网特性。在这种情况下，电网阻抗对系统稳定性的影响变得不可忽视。弱电网和极弱电网具有较高的电网阻抗，这使得系统更容易受到干扰，导致稳定性问题。
特别是锁相环与电网阻抗的耦合，会显著降低系统的稳定性。锁相环用于同步电网电压与电力电子设备的输出，确保系统运行的稳定性和可靠性。然而，在弱电网条件下，电网阻抗的变化会影响锁相环的性能，进而影响系统的稳定性。为了深入研究锁相环对系统稳定性的影响，可以通过建立PLL环路的传递函数模型进行分析。通过PLL环路建模，可以确定电网阻抗对锁相环动态特性的影响，并评估不同电网条件下系统的稳定性。图3-1为基于同步旋转坐标系的锁相环控制环路，采用PI控制，比例系数和积分系数分别为kp-PLL、ki-PLL；功率因数角为θ0。
4弱电网下考虑控制时延的改进控制策略
4.1弱电网下考虑控制时延的T型三电平并网逆变器稳定性分析
4.1.1考虑控制延时的电网电压全前馈
考虑控制延时后T型三电平并网逆变器的数学模型如图4-1所示，电网电压全前馈环节为图4-1中虚线环节，延时环节如式（4-1）所示，。
逆变器的稳定运行必须满足电网阻抗与逆变器的输出阻抗比Zg(s)/Zs(s)满足奎斯特判据，要求系统在每个频率处的相位裕度为正，从而确保系统不会进入不稳定区域。同时，还需要确保在交截频率处的相位裕度足够高，以增强系统的稳定性，确保逆变器在弱电网甚至极弱电网条件下稳定运行。
4.2基于多谐振的高鲁棒性电网电压全前馈控制
4.2.1准谐振控制器
电网电压全前馈控制策略在提升并网电流质量和抑制电网背景谐波方面表现出色。然而，数字控制延时会削弱电网背景谐波的抑制能力，并导致逆变器输出阻抗出现负相移。这种负相移使得弱电网甚至极弱电网特性加剧，降低了系统的稳定裕度。为此，本章引入准谐振环节来提高系统输出阻抗在交截频域中的相位裕度，以及对电网电压背景谐波的抑制能力，确保在交截频率处的相位裕度为正，同时逆变器的输出阻抗值足够大。
考虑到谐振控制器具有带通的选频特性，可以用于提取相应频次的背景谐波。结合上述分析，本章节提出了基于多谐振环节的电网电压前馈控制策略。
因此，在设计前馈策略时，需要权衡相位裕度和阻抗增益之间的关系，以在确保系统稳定性的同时，不显著降低对电网谐波的抑制能力。这种平衡可以通过适当调整准谐振环节和权值系数来实现，从而在复杂的电网条件下保证逆变器的高效稳定运行。
5结论与展望
5.2展望
由于时间有限，本课题还有以下几个方面待进一步研究：
(1)本文研究对象为单台T型三电平并网逆变器，而当多台并网逆变器一起并网时，使用传统电网电压全前馈控制策略的稳定性还能否满足并网需要研究，且当多台逆变器并网运行时，系统的复杂度提高，本文所提的高鲁棒性控制策略能否继续适用需要进一步研究；
(2)本文未研究考虑三相电网电压不平衡时传统电网电压全前馈控制策略的稳定性，并且当三相电网电压不平衡时本文所提的控制策略能否满足弱电网下三相电压不平衡时高鲁棒性，逆变器能否高质量并网也需要研究。
(3)本文研究的电网电压全前馈控制策略是通过前馈函数来实现的，对参数的依赖性较大，各参数对系统稳定性的影响有待进一步研究。
参考文献（略）
