2.2.2 新能源設備的頻率耦合阻抗模型

2.2.1節中介紹了電力電子設備并網的小信號頻域化分析，以及耦合頻率的產生過程。引起頻率耦合的原因有多種，如變流器內部大量不對稱控制環節的引入、相位跟蹤誤差和測量延遲等。其中典型不對稱控制環節有鎖相環、dq軸外環非對稱控制參數等。目前，耦合頻率研究傾向于分析擾動頻率和一次衍生出的鏡像頻率。假定系統頻率為f1，注入頻率為fp的擾動信號，鏡像對稱的耦合頻率應為fp-2f1，得到MIMO模型[11]。

序阻抗模型的頻率耦合關系如圖2-3所示。在并網點施加一個頻率為fp的正序電壓擾動小信號Δvpp，該擾動通過導納Ypp和Ypn分別激勵出頻率為fp和fp-2f1的電流小信號Δip和Δin。電流Δip、Δin又通過Zgrid,pp、Zgrid,pn、Zgrid,np和Zgrid,nn，產生頻率為fp和fp-2f1的電網反饋電壓Δvgp、Δvgn，通過反饋回路影響Δvp與Δvn。同理注入頻率為fn的負序電壓擾動小信號Δvnn后，該擾動通過導納Ynp和Ynn分別激勵出頻率為fn和2f1+fn的電流小信號Δin和Δip。

直角坐標系下的dq阻抗同樣無法忽略頻率耦合作用，如圖2-4所示。與序阻抗計算中的處理相同，具體過程在這里不再贅述。

圖2-3 序阻抗模型的頻率耦合關系

圖2-4 dq頻率耦合關系

需要注意的是，當注入頻率為fp的正序擾動后，產生的鏡像耦合頻率fp-2f1可能是正數或者負數。若耦合頻率為負數，則在三相電路中測量得到的就是頻率為2f1-fp的負序耦合擾動。而當注入負序擾動后，電路中除擾動本身的頻率為fn的負序信號外，還會耦合產生頻率為2f1+fn的信號。因為2f1+fn一定大于0，所以耦合信號一定是正序信號。