Active Adaption Control of Inverter for Distribution Network with Reactive Power Compensation Capacitor

FAN Junjie; QI Lei; SUN Xiaofeng; ZHAO Wei; WANG Baocheng; LI Xin

doi:10.7500/AEPS20220301008

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Active Adaption Control of Inverter for Distribution Network with Reactive Power Compensation Capacitor

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Active Adaption Control of Inverter for Distribution Network with Reactive Power Compensation Capacitor
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 9, Pages: 175-183(2023)
- 作者机构：
  
  电子节能与传动控制河北省重点实验室（燕山大学），河北省秦皇岛市 066004
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Key Program of Hebei Provincial Natural Science Foundation of China(E2021203162);Hebei Provincial Key R&D Program of China(19214405D)
- DOI：10.7500/AEPS20220301008
  CLC：
- Received：01 March 2022，
  
  Revised：2022-08-05，
  
  Published Online：31 January 2023，
  
  Published：10 May 2023
- 稿件说明：
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范俊杰,齐磊,孙孝峰等.面向含无功补偿电容配电网的逆变器主动适配控制[J].电力系统自动化,2023,47(9):175-183.

FAN Junjie,QI Lei,SUN Xiaofeng,et al.Active Adaption Control of Inverter for Distribution Network with Reactive Power Compensation Capacitor[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(9):175-183.
范俊杰,齐磊,孙孝峰等.面向含无功补偿电容配电网的逆变器主动适配控制[J].电力系统自动化,2023,47(9):175-183. DOI： 10.7500/AEPS20220301008.

FAN Junjie,QI Lei,SUN Xiaofeng,et al.Active Adaption Control of Inverter for Distribution Network with Reactive Power Compensation Capacitor[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(9):175-183. DOI： 10.7500/AEPS20220301008.

摘要

在高比例新能源接入配电网并导致电网弱化的新背景下，无功补偿电容的非基波成分易诱发并网系统谐振，制约了新能源集群接入容量的提高。文中通过分析源网两端阻抗1~1 000 Hz频段Bode图，揭示了无功补偿电容的非基波成分会使网侧阻抗特性由感性向容性发生本质转变。在常规感性弱网设计的逆变器侧固定阻抗下，网侧阻抗的本质变化会导致源网阻抗失配，诱发并网系统谐振，制约新能源集群接入容量的提高。在此基础上，提出基于容性特征抵消的主动适配控制方案，在抵消无功补偿电容影响的同时，进一步改善逆变器运行能力，并基于并网系统Nyquist曲线与逆变器单机最小闭环幅频特性峰值双重约束，给出了方案工程化参数整定原则。最后，仿真和实验结果验证了上述研究的正确性和可行性。

Abstract

On the background of power grid weakening caused by the high proportion of renewable energy integrated into the distribution network

the non-fundamental component of the reactive power compensation capacitor will easily cause the resonance of the grid-connected system

which limits the integration capacity improvement of the renewable energy group. First

by analyzing the Bode diagram of the source-grid side impedance in the frequency band of 1~1 000 Hz

it is revealed that the non-fundamental component of the reactive power compensation capacitor will essentially change the impedance characteristics of the grid side from inductance to capacitance. Under the fixed inverter side impedance designed in the inductive weak grid

the essential change of the grid-side impedance will lead to the mismatching of source-grid impedance and induce the resonance of the grid-connected system

which will limit the integration capacity improvement of the renewable energy group. On this basis

an active adaption control scheme based on capacitive feature cancellation is proposed. The operation capability of the grid-connected inverter is further improved while counteracting the influence of the reactive power compensation capacitor. Based on the dual constraints of the system Nyquist curve and the minimum peak value of the closed-loop amplitude-frequency characteristic of a single inverter

the engineering setting principles of the parameters in the proposed scheme are given. Finally

simulation and experiment results verify the correctness and feasibility of the above research.

关键词

Keywords

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