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摘要
为分析新能源并网发电系统中弱电网与逆变器交互作用对稳定性的影响，本文从控制器带宽交叠角度出发，将表征系统闭环稳定性能的电流环开环传递函数G0表示为电网阻抗、锁相环和电流控制器三个环节相乘，进而把锁相环和电网阻抗环节组合并与电流控制器环节相比得到等效的环路比表达式，据此提出弱电网下基于Nyquist定理的并网逆变器控制环路稳定判据，当G0分子和分母幅值相等时，幅频曲线产生交点，易使系统闭环增益无穷大而失稳。接着，为分析三个环节间交互作用规律，本文推导得到满足控制环路稳定判据的锁相环与电流控制器带宽比n的表达式，研究发现：在不同弱电网条件下，带宽比大于n的临界值时，各环节间会产生交互作用，在波特图中主要表现为G0分子和分母幅频曲线的交叠，且电网越弱或锁相环与电流控制器带宽越接近，幅频曲线交叠面积越大，越易导致闭环增益无穷大，即系统愈易失稳；此外，当电流控制器带宽固定时，n的临界值随电网减弱在小于1和大于1之间的区间范围变化，即锁相环与电流控制器的带宽比大于或小于1都可以使得系统保持稳定。最后，通过Matlab仿真和半实物实验平台验证了本文理论分析的准确性。
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单位电气学院; 合肥工业大学
