本發(fā)明涉及新能源輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有精確諧波電壓和虛擬阻抗控制的電網(wǎng)模擬器。

背景技術(shù)：

隨著可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的滲透率不斷提升，新能源發(fā)電對電網(wǎng)運(yùn)行影響越來越大。為考核并網(wǎng)變流器性能指標(biāo)，一般需采用可模擬各種電網(wǎng)工作特性的電氣設(shè)備對變流器進(jìn)行測試，其中有一種可模擬多種電網(wǎng)特性的電力電子裝置即為電網(wǎng)模擬器。一方面，電網(wǎng)模擬器需模擬電網(wǎng)的非正常工作情況(如電壓跌落、頻率偏移，諧波污染等)以考核并網(wǎng)變流器的故障穿越能力；另一方面，電網(wǎng)模擬器需模擬電網(wǎng)阻抗以考核并網(wǎng)變流器在電網(wǎng)阻抗條件下的自適應(yīng)控制能力。

目前國內(nèi)外基于電力電子技術(shù)的電網(wǎng)模擬器分為采用三相統(tǒng)一控制的三相橋式逆變器結(jié)構(gòu)和各相單獨(dú)控制的組合式三相逆變器結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的這些電網(wǎng)模擬器都是通過控制單一變換器的輸出電壓來實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)特性的模擬。電網(wǎng)模擬器輸出濾波器的截止頻率受開關(guān)頻率和裝備功率的限制，使電網(wǎng)模擬器輸出的高頻諧波衰減很大，無法保證模擬精度。分布式電網(wǎng)中并網(wǎng)逆變器的性能同電網(wǎng)阻抗密切相關(guān)，尤其在弱電網(wǎng)下電網(wǎng)阻抗會(huì)導(dǎo)致分布式并網(wǎng)逆變器中的輸出濾波器諧振點(diǎn)下移，可能會(huì)導(dǎo)致分布式并網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定。而現(xiàn)有電網(wǎng)模擬器方案均無法有效模擬電網(wǎng)阻抗，因此需要提供一種不僅可以模擬電網(wǎng)輸出電壓還可以模擬電網(wǎng)阻抗變化的電網(wǎng)模擬器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種具有精確諧波電壓和虛擬阻抗控制的電網(wǎng)模擬器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

所述電網(wǎng)模擬器包括電抗器、整流單元、主逆變單元和輔助逆變單元；所述整流單元包括三相PWM整流器和PWM整流控制器；所述主逆變單元包括主逆變器和主逆變控制器；所述輔助逆變單元包括輔助逆變器和輔助逆變控制器；

所述三相PWM整流器的輸入端通過電抗器接入電網(wǎng)；

所述三相PWM整流器的輸出端分別與所述主逆變器和輔助逆變器連接，所述輔助逆變器的輸出端接入主逆變器的輸出端。

優(yōu)選的，所述主逆變器包括三個(gè)單相全橋逆變器；所述三個(gè)單相全橋逆變器的輸入端并聯(lián)后接入三相PWM整流器的輸出端；

所述單相全橋逆變器的輸出端接入第一變壓器的原邊繞組，所述第一變壓器的副邊繞組兩端并聯(lián)有第一電容器；所述第一電容器與第一變壓器的漏感形成第一LC濾波器；

所述第一變壓器和第一電容器的數(shù)量均為3；

優(yōu)選的，所述輔助逆變器包括三個(gè)單相全橋逆變器；所述三個(gè)單相全橋逆變器的輸入端并聯(lián)后接入三相PWM整流器的輸出端；

所述單相全橋逆變器的輸出端接入第二變壓器的原邊繞組，所述第二變壓器的副邊繞組與所述主逆變器的輸出端串聯(lián)；所述副邊繞組兩端并聯(lián)有第二電容器；所述第二電容器與第二變壓器的漏感形成第二LC濾波器；

所述第二電壓器和第二電容器的數(shù)量均為3；

優(yōu)選的，所述主逆變器的功率開關(guān)器件為IGBT，所述輔助逆變器的功率開關(guān)器件為MOSFET；

優(yōu)選的，所述PWM整流控制器、主逆變控制器和輔助逆變控制器分別與電網(wǎng)控制平臺(tái)通信；

所述PWM整流控制器接收所述電網(wǎng)控制平臺(tái)下發(fā)的整流調(diào)制指令，并依據(jù)該整流調(diào)制指令控制所述三相PWM整流器輸出直流電壓；

所述主逆變控制器接收所述電網(wǎng)控制平臺(tái)下發(fā)的第一逆變指令，所述主逆變器依據(jù)該第一逆變指令對所述直流電壓進(jìn)行逆變，主逆變控制器對主逆變器的輸出信號(hào)進(jìn)行反饋控制；

所述輔助逆變控制器接收所述電網(wǎng)控制平臺(tái)下發(fā)的第二逆變指令，所述輔助逆變器依據(jù)該第二逆變指令對所述直流電壓進(jìn)行逆變，輔助逆變控制器對輔助逆變器的輸出信號(hào)進(jìn)行反饋控制；

優(yōu)選的，所述電網(wǎng)模擬器的工作模式包括電網(wǎng)諧波模擬模式和電網(wǎng)阻抗模擬模式；

當(dāng)所述電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)諧波模擬模式時(shí)，電網(wǎng)模擬器的輸出電壓U_1PCC的計(jì)算公式為：

U_1PCC＝U₁₁+U₁₂ (1)

其中，U₁₁為主逆變器的輸出電壓，U₁₂為輔助逆變器的輸出電壓，U_m為基波電壓幅值，ω為基波角頻率，為基波電壓的初始相角，a_i為第i次諧波電壓幅值相對于基波電壓幅值的比例，為第i次諧波電壓的初始相角；

當(dāng)所述電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)阻抗模擬模式時(shí)，電網(wǎng)模擬器的輸出電壓U_2PCC的計(jì)算公式為：

U_2PCC＝U₂₁+U₂₂ (2)

其中，U₂₁為主逆變器的輸出電壓，

U₂₂為輔助逆變器的輸出電壓，U₂₂＝-I_z·Z_g；Z_g為電網(wǎng)等效阻抗，Z_g＝r_g+j(iωL_g)，r_g為電網(wǎng)等效阻抗中的電阻值，L_g為電網(wǎng)等效阻抗中的電感值，i＝1,2,...,n；I_z為電網(wǎng)模擬器的負(fù)載電流，I_Z0為負(fù)載電流的直流分量，為第i次諧波電流的余弦分量系數(shù)，為第i次諧波電流的正弦分量系數(shù)；

優(yōu)選的，所述電網(wǎng)模擬器的主逆變控制器包括電壓外環(huán)反饋控制和電流內(nèi)環(huán)反饋控制；所述電壓外環(huán)反饋控制包括PI+重復(fù)控制器，該P(yáng)I+重復(fù)控制器的反饋量為第一電容器兩端的電壓；所述電流內(nèi)環(huán)反饋控制包括P控制器，該P(yáng)控制器的反饋量為第一LC濾波器的漏感電流；

所述電網(wǎng)模擬器的輔助逆變控制器包括電壓外環(huán)反饋控制和電流內(nèi)環(huán)反饋控制；所述電壓外環(huán)反饋控制包括PI+重復(fù)控制器，該P(yáng)I+重復(fù)控制器的反饋量為第二電容器兩端的電壓；所述電流內(nèi)環(huán)反饋控制包括P控制器，該P(yáng)控制器的反饋量為第二LC濾波器的漏感電流；

優(yōu)選的，

當(dāng)電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)諧波模擬模式時(shí)，所述主逆變器的參考控制電壓U_1ref＝U₁₁，輔助逆變器的參考控制電壓U_2ref＝U₁₂；

當(dāng)電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)阻抗模擬模式時(shí)，所述主逆變器的參考控制電壓U_1ref＝U₂₁，輔助逆變器的參考控制電壓U_2ref＝U₂₂。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是：

1、本發(fā)明技術(shù)方案中，采用輔助逆變器模擬電網(wǎng)諧波和電網(wǎng)阻抗特性，采用高開關(guān)頻率和高帶寬濾波器，同時(shí)輔助逆變控制器也僅需考慮對電網(wǎng)諧波參數(shù)的跟蹤；

2、本發(fā)明技術(shù)方案中，由于現(xiàn)有大功率電網(wǎng)模擬器開關(guān)頻率較低以及濾波器截止頻率帶寬較小，使其諧波模擬常常失真，并無法準(zhǔn)確模擬電網(wǎng)阻抗，因此采用主逆變器僅模擬電網(wǎng)基波及其變化，輔助逆變器模擬諧波和阻抗變化，使得電網(wǎng)模擬器的主電路參數(shù)、各控制器和功能設(shè)計(jì)更加簡單；

3、本發(fā)明技術(shù)方案中，對負(fù)載電流進(jìn)行FFT分析，并依據(jù)電網(wǎng)控制平臺(tái)設(shè)定的電網(wǎng)阻抗，經(jīng)過運(yùn)算得到虛擬電網(wǎng)阻抗壓降，該虛擬電網(wǎng)阻抗壓降可以視為各次諧波的疊加，從而實(shí)現(xiàn)對虛擬電網(wǎng)阻抗壓降的精確跟蹤；

4、本發(fā)明提供的一種具有精確諧波電壓和虛擬阻抗控制的電網(wǎng)模擬器，不僅可以模擬標(biāo)準(zhǔn)的電網(wǎng)輸出電壓、電網(wǎng)電壓故障工況以及電網(wǎng)諧波含量，還可以模擬電網(wǎng)阻抗變化，能夠更好地滿足分布式發(fā)電測試研究的需要。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1：本發(fā)明實(shí)施例中一種具有精確諧波電壓和虛擬阻抗控制的電網(wǎng)模擬器主電路拓?fù)鋱D；

圖2：本發(fā)明實(shí)施例中主逆變器和輔助逆變器的單相拓?fù)鋱D；

圖3：本發(fā)明實(shí)施例中一種具有精確諧波電壓和虛擬阻抗控制的電網(wǎng)模擬器單相系統(tǒng)示意圖；

圖4：本發(fā)明實(shí)施例中主逆變控制器和輔助逆變控制器的控制邏輯框圖；

圖5：本發(fā)明實(shí)施例中主逆變器和輔助逆變器模擬電網(wǎng)諧波的波形圖；

圖6：本發(fā)明實(shí)施例中一種具有精確諧波電壓和虛擬阻抗控制的電網(wǎng)模擬器模擬等效電網(wǎng)阻抗的模型；

圖7：本發(fā)明實(shí)施例中電網(wǎng)等效阻抗、公共耦合點(diǎn)電壓和負(fù)載電流的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的 實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供的一種具有精確諧波電壓和虛擬阻抗控制的電網(wǎng)模擬器，能夠精確模擬電網(wǎng)諧波電壓和虛擬阻抗，作為分布式發(fā)電并網(wǎng)變流器的測試裝置，該電網(wǎng)模擬器不僅可以模擬標(biāo)準(zhǔn)的電網(wǎng)輸出電壓、電網(wǎng)電壓故障工況以及電網(wǎng)諧波含量，還可以模擬電網(wǎng)阻抗變化，能夠更好地滿足分布式發(fā)電測試研究需要。

本發(fā)明中電網(wǎng)模擬器的實(shí)施例如圖1和3所示，具體為：

該電網(wǎng)模擬器包括電抗器、整流單元、主逆變單元和輔助逆變單元，整流單元的一端通過電抗器接入電網(wǎng)，另一端分別與主逆變單元和輔助逆變單元連接。

1、整流單元

本實(shí)施例中整流單元包括三相PWM整流器和PWM整流控制器。三相PWM整流器的輸入端通過電抗器接入電網(wǎng)；輸出端分別與主逆變單元的主逆變器和輔助逆變單元的輔助逆變器連接，向主逆變器和輔助逆變器提供直流側(cè)電源。

PWM整流控制器與電網(wǎng)控制平臺(tái)通信，接收電網(wǎng)控制平臺(tái)下發(fā)的整流調(diào)制指令，并依據(jù)該整流調(diào)制指令控制PWM整流器輸出的直流電壓。

2、主逆變單元

本實(shí)施例中主逆變單元包括主逆變器和主逆變控制器。

(1)主逆變器

本實(shí)施例中主逆變器和輔助逆變器的主電路結(jié)構(gòu)完全相同，如圖2所示，該主逆變器包括三個(gè)單相全橋逆變器，輔助逆變器也包括三個(gè)單相全橋逆變器。

如圖1所示，主逆變器的三個(gè)單相全橋逆變器的輸入端并聯(lián)后接入三相PWM整流器的輸出端；單相全橋逆變器的輸出端接入第一變壓器的原邊繞組，第一變壓器的副邊繞組兩端并聯(lián)有第一電容器；第一電容器與第一變壓器的漏感形成第一LC濾波器。

本實(shí)施例中，第一變壓器和第一電容器的數(shù)量均為3，與三個(gè)單相全橋逆變器構(gòu)成三相主逆變器。

主逆變器，用于模擬電網(wǎng)基波電壓、電網(wǎng)電壓閃變和低電壓穿越等電網(wǎng)特性，承擔(dān)電網(wǎng)模擬器輸出功率較大的部分。由于電網(wǎng)正常運(yùn)行或者極端故障情況下，其諧波電壓幅值和阻抗壓降均遠(yuǎn)小于基波電壓幅值，主逆變器的工作電壓遠(yuǎn)高于輔助逆變器。同時(shí)，電網(wǎng)模擬器一般需要承擔(dān)較大負(fù)載，主逆變器功率遠(yuǎn)大于輔助逆變器。因此，本實(shí)施例中主逆變器為大功率逆變器，主逆變器中的功率開關(guān)器件采用IGBT，滿足其高壓、大功率和低開關(guān)頻率的要求。

(2)主逆變控制器

該主逆變控制器與電網(wǎng)控制平臺(tái)通信，接收電網(wǎng)控制平臺(tái)下發(fā)的第一逆變指令。主逆變器依據(jù)該第一逆變指令對PWM整流器輸出的直流電壓進(jìn)行逆變，如圖4所示，主逆變控制器對主逆變器中第一電容器上的電壓v₁₀進(jìn)行反饋控制。

如圖4所示，主逆變控制器采用電壓電流雙閉環(huán)控制，該電壓電流雙閉環(huán)控制包括電壓外環(huán)反饋控制和電流內(nèi)環(huán)反饋控制；電壓外環(huán)反饋控制包括PI+重復(fù)控制器，該P(yáng)I+重復(fù)控制器的反饋量為第一電容器兩端的電壓v₁₀；電流內(nèi)環(huán)反饋控制包括P控制器，該P(yáng)控制器的反饋量為第一LC濾波器的漏感電流i_1f。

當(dāng)電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)諧波模擬模式時(shí)，第一逆變指令U_1ref＝U₁₁，當(dāng)電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)阻抗模擬模式時(shí)，第一逆變指令U_1ref＝U₂₁。第一逆變指令與第一電容器上的電壓v₁₀進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過電壓控制器即PI+重復(fù)控制器，輸出主逆變電流指令，該電流指令與主逆變器輸出側(cè)的漏感電流i_1f進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過電流控制器，即P控制器輸出主逆變器電壓調(diào)制波u_1m。

3、輔助逆變單元

本實(shí)施例中輔助逆變單元包括輔助逆變器和輔助逆變控制器。輔助逆變器的輸出端接入主逆變器的輸出端。

(1)輔助逆變器

該輔助逆變器包括三個(gè)單相全橋逆變器，如圖1所示：

三個(gè)單相全橋逆變器的輸入端并聯(lián)后接入三相PWM整流器的輸出端；單相全橋逆變器的輸出端接入第二變壓器的原邊繞組，第二變壓器的副邊繞組與主逆變器的輸出端串聯(lián)；第二變壓器的副邊繞組兩端并聯(lián)有第二電容器；第二電容器與第二變壓器的漏感形成第二LC濾波器，該第二LC濾波器為高帶寬濾波器。

本實(shí)施例中，第二電壓器和第二電容器的數(shù)量均為3，與三個(gè)單相全橋逆變器構(gòu)成三相輔助逆變器。

輔助逆變器，用于模擬電網(wǎng)諧波和電網(wǎng)阻抗特性，承擔(dān)電網(wǎng)模擬器輸出功率較小的部分。輔助逆變器為小功率逆變器，本實(shí)施例中輔助逆變器中的功率開關(guān)器件采用MOSFET，滿足其因模擬電網(wǎng)高頻諧波所需的高開關(guān)頻率。

(2)輔助逆變控制器

該輔助逆變控制器與電網(wǎng)控制平臺(tái)通信，接收電網(wǎng)控制平臺(tái)下發(fā)的第二逆變指令。輔助逆變器依據(jù)該第二逆變指令對PWM整流器輸出的直流電壓進(jìn)行逆變，如圖4所示，輔助逆變控制器對輔助逆變器中第二電容器上的電壓v₂₀進(jìn)行反饋控制。

如圖4所示，輔助逆變控制器采用電壓電流雙閉環(huán)控制，該電壓電流雙閉環(huán)控制包括電壓外環(huán)反饋控制和電流內(nèi)環(huán)反饋控制；電壓外環(huán)反饋控制包括PI+重復(fù)控制器，該P(yáng)I+重復(fù)控制器的反饋量為第二電容器兩端的電壓v₂₀；電流內(nèi)環(huán)反饋控制包括P控制器，該P(yáng)控制器的反饋量為第二LC濾波器的漏感電流i_2f。

當(dāng)電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)諧波模擬模式時(shí)，第二逆變指令U_2ref＝U₁₂，當(dāng)電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)阻抗模擬模式時(shí)，第二逆變指令U_2ref＝U₂₂。第二逆變指令與第二電容器上的電壓v₂₀進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過電壓控制器即PI+重復(fù)控制器，輸出輔助逆變電流指令，該電流指令與輔助逆變器即P控制器，輸出側(cè)的漏感電流i_2f進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過電流控制器輸出輔助逆變器電壓調(diào)制波u_2m。

如圖3所示，本實(shí)施例中PWM整流控制器、主逆變控制器和輔助逆變控制器相互獨(dú)立，電網(wǎng)控制平臺(tái)協(xié)調(diào)控制PWM整流控制器、主逆變控制器和輔助逆變控制器工作。三相PWM整流器與主逆變器，以及三相PWM整流器與輔助逆變器構(gòu)成雙級逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，第一級為三相PWM整流器，第二級分別為主逆變器和輔助逆變器，從而可以使得電網(wǎng)模擬器能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。

(3)電網(wǎng)控制平臺(tái)

電網(wǎng)控制平臺(tái)包括一個(gè)上位機(jī)，該上位機(jī)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。通過在上位機(jī)中設(shè)定電網(wǎng)模擬器需要模擬的電網(wǎng)工作特性和在該電網(wǎng)工作特性下各控制器的控制參數(shù)，向各控制器下發(fā)指令。本實(shí)施例中電網(wǎng)工作特性包括：

①：電網(wǎng)理想工作特性

電網(wǎng)理想工作特性指的是模擬電網(wǎng)基波電壓的幅值和頻率，幅值和頻率的具體數(shù)值由上位機(jī)設(shè)定。

②：電壓閃變

電壓閃變指的是模擬電網(wǎng)基波電壓的幅值和頻率發(fā)生躍變，幅值和頻率的具體數(shù)值由上位機(jī)設(shè)定。

③：低電壓穿越

低電壓穿越指的是模擬電網(wǎng)對稱或不對稱電壓跌落，電壓跌落深度和持續(xù)時(shí)間由上位機(jī)設(shè)定，且設(shè)定電網(wǎng)模擬器的輸出電壓不隨負(fù)載變化而變化。

④：電網(wǎng)諧波

電網(wǎng)諧波指的是模擬電網(wǎng)電壓含有諧波分量時(shí)的波形情況，各次諧波相對于基波的幅值百分比和相位偏移由上位機(jī)設(shè)定。

⑤：電網(wǎng)阻抗特性

電網(wǎng)阻抗特性指的是模擬電網(wǎng)阻抗特性，以測試并網(wǎng)逆變器在弱電網(wǎng)下的工作特性及應(yīng)對弱電網(wǎng)阻抗策略的有效性，電網(wǎng)阻抗壓降隨負(fù)載電流變化而變化。

4、電網(wǎng)模擬器的工作模式

本實(shí)施例中該工作模式包括電網(wǎng)諧波模擬模式和電網(wǎng)阻抗模擬模式，其中：

(1)電網(wǎng)諧波模擬模式

當(dāng)電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)諧波模擬模式時(shí)，電網(wǎng)模擬器的輸出電壓U_1PCC的計(jì)算公式為：

U_1PCC＝U₁₁+U₁₂ (1)

其中，U₁₁為主逆變器的輸出電壓，U₁₂為輔助逆變器的輸出電壓，U_m為基波電壓幅值，ω為基波角頻率，為基波電壓的初始相角，a_i為第i次諧波電壓幅值相對于基波電壓幅值的比例，為第i次諧波電壓的初始相角。本實(shí)施例中輸出電壓U₁₁、輸出電壓U₁₂和輸出電壓U_1PCC的波形關(guān)系如圖5所示。

本實(shí)施例中主逆變器的參考控制電壓U_1ref為電網(wǎng)基波分量，U_1ref＝U₁₁，輔助逆變器的參考控制電壓U_2ref為各次諧波分量之和，U_2ref＝U₁₂。

本實(shí)施例中電網(wǎng)含諧波的電壓表達(dá)式為：

(2)電網(wǎng)阻抗模擬模式

電網(wǎng)模擬器模擬等效電網(wǎng)阻抗的模型如圖6所示，從分布式并網(wǎng)系統(tǒng)公共耦合點(diǎn)PCC角度看，電網(wǎng)可以視為理想電壓源和阻感型內(nèi)阻的串聯(lián)。電網(wǎng)阻抗由電網(wǎng)內(nèi)部阻抗、傳輸線阻抗和變壓器阻抗組成，在弱電網(wǎng)下電網(wǎng)阻抗會(huì)導(dǎo)致分布式并網(wǎng)逆變器中的輸出濾波器諧振點(diǎn)下移，可能會(huì)導(dǎo)致分布式并網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此，模擬電網(wǎng)阻抗變化用于考核并網(wǎng)變流器在 電網(wǎng)阻抗條件下的自適應(yīng)控制能力。圖6中電網(wǎng)等效阻抗z、負(fù)載電流I_z和公共耦合點(diǎn)電壓U_PCC之間的關(guān)系如圖7所示，主逆變器輸出電壓為U₂₁，當(dāng)電網(wǎng)等效阻抗z設(shè)定為z₁時(shí)，若此時(shí)負(fù)載電流I_z為I_z1，則I_z1在z₁上的交點(diǎn)即為電網(wǎng)模擬器輸出電壓U_PCC1；此時(shí)，若將電網(wǎng)等效阻抗z設(shè)定為z₂，而負(fù)載電流保持為I_z1不變，則I_z1在z₂上的交點(diǎn)即為電網(wǎng)模擬器輸出電壓U_PCC2，可以看出，電網(wǎng)模擬器輸出電壓隨著等效阻抗的不同而改變，具體原理如下：

分布式并網(wǎng)系統(tǒng)公共耦合點(diǎn)電壓U_PCC的計(jì)算公式為：

U_pcc＝U_grid-ΔU_g＝U_grid-I_z·Z_g (3)

其中，U_grid為理想電網(wǎng)電壓，ΔU_g為電網(wǎng)阻抗壓降，Z_g為電網(wǎng)等效阻抗，I_z為電網(wǎng)模擬器的負(fù)載電流。

電網(wǎng)模擬器與分布式并網(wǎng)系統(tǒng)的連接端即為公共耦合點(diǎn)PCC，因此主逆變器可以模擬理想電網(wǎng)電壓U_grid，輔助逆變器可以模擬電網(wǎng)阻抗壓降ΔU_g，即當(dāng)電網(wǎng)模擬器工作于電網(wǎng)阻抗模擬模式時(shí)，電網(wǎng)模擬器的輸出電壓U_2PCC的計(jì)算公式為：

U_2PCC＝U₂₁+U₂₂ (4)

其中，U₂₁為主逆變器的輸出電壓，

U₂₂為輔助逆變器的輸出電壓，U₂₂＝-I_z·Z_g，Z_g＝r_g+j(iωL_g)，r_g為電網(wǎng)等效阻抗中的電阻值，i＝1,2,...,n。對負(fù)載電流I_z進(jìn)行FFT分析可以得到：

其中，I_Z0為負(fù)載電流的直流分量，為第i次諧波電流的余弦分量系數(shù)，為第i次諧波電流的正弦分量系數(shù)。此時(shí)，由于直流分量在電感上的壓降為0，輔助逆變器的輸出電壓U₂₂的計(jì)算公式為：

本實(shí)施例中主逆變器的參考控制電壓U_1ref＝U₂₁，輔助逆變器的參考控制電壓U_2ref＝U₂₂， 從而使得輔助逆變器輸出與負(fù)載電流I_z相對應(yīng)的電壓波形，可以較精確地模擬電網(wǎng)阻抗。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：所描述的實(shí)施例僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。