专业统计报告_并网逆变器的非线性频域稳定性及鲁棒控制技术研究

并网逆变器的非线性频域稳定性及鲁棒控制技术研究 专业统计报告

本报告针对《并网逆变器的非线性频域稳定性及鲁棒控制技术研究》文档进行分析。该领域涉及并网逆变器、电网阻抗等151个专业术语，技术密集度高，分析难点在于理解其非线性频域建模与弱电网交互稳定性等复杂机理。报告目的在于梳理核心概念与技术脉络，为相关研究提供清晰的术语与框架参考，助力解决新能源大规模并网中的稳定性难题。

一、摘要简析

核心观点：现有并网逆变器稳定性研究简化了系统模型，忽视了未建模动态与暂态扰动的交互影响，导致分析结果不可靠。本文旨在进行严格的整体非线性稳定性分析。

研究方法：1. 建立计及SRF-PLL的非线性状态空间模型，基于Lyapunov法分析；2. 提出正交归一化同步技术简化非线性，并推导统一的频域绝对稳定性判据；3. 提出“固线移点”法简化参数稳定性分析；4. 利用描述函数法分析PWM饱和影响；5. 提出基于状态扰动观测器的单传感器鲁棒电流控制策略。

主要结论：所提出的非线性频域稳定性分析方法与判据具有直观性、普适性和简便性，能有效分析大小扰动下的系统绝对稳定性，并通过仿真与实验验证了其正确性与有效性。

二、统计图表分析

本章从术语分布、研究领域、高频术语、英文缩写及共现关系五个维度，对论文《并网逆变器的非线性频域稳定性及鲁棒控制技术研究》的术语体系进行量化分析。通过统计图表，系统呈现了核心概念的使用频次、领域聚焦及术语间的关联网络，为后续深入探讨其技术内涵与结构提供数据基础。

2.1 三类术语层次分布

本报告对文档《并网逆变器的非线性频域稳定性及鲁棒控制技术研究》的三类术语层次分布进行分析。数据显示，正文术语数量最多（82.1%），标题摘要术语次之（15.9%），论文名称术语最少（2.0%）。这种分布符合学术文档的结构特点：论文名称（如“并网逆变器”）高度概括核心主题；标题摘要（如“绝对稳定性判据”）提炼关键方法与结论；正文（如“电流环”、“SOGI”）则包含大量具体的技术细节与实现术语。综上，术语分布清晰地体现了从宏观主题到微观技术细节的层次递进。

根据数据，正文术语数量最多（124个，82.1%），论文名称术语最少（3个，2.0%）。标题摘要术语居中（24个，15.9%）。这种分布高度集中于正文，符合典型学术文档的结构特点：名称高度凝练，摘要概括核心，而正文作为主体承载了绝大部分具体的专业论述与细节信息。

2.2 研究领域分布

各研究领域术语数量分布均衡，其中并网逆变器稳定性分析与弱电网交互稳定性领域术语数最多（均为151个），非线性频域建模领域次之（150个）。数据中无此信息表明存在显著的交叉学科特征。整体呈现多领域均衡发展的态势。

2.3 专业术语分布

高频术语分布呈现清晰的技术逻辑。并网逆变器作为核心研究对象出现频次最高，电网阻抗与弱电网共同构成其关键运行环境。电流基准与稳态点则反映了系统控制与稳定性的核心参数。这五个术语共同勾勒出并网逆变器在弱电网环境下，围绕阻抗特性、电流控制与稳态运行的核心研究框架。

高频术语呈现显著的长尾分布特征，前5位术语总频次占比达29.6%，表明研究主题相对集中。其中，“并网逆变器”以144次出现频次遥遥领先，是绝对的核心术语，这直接反映了并网逆变器在弱电网环境下的稳定性控制是当前研究的核心焦点。

2.4 术语共现网络

术语共现分析通过统计术语在文献中的共现频率，揭示领域知识的内在结构与关联。本次分析基于100组术语共现对，核心术语包括“并网逆变器”、“电网阻抗”与“电流基准”等。该网络图直观展现了这些关键技术概念间的紧密联系，为理解该领域的研究焦点与知识脉络提供了结构化视角。

依据数据，术语“并网逆变器”与“非线性频域稳定性”共现频次最高（34次），构成核心强关联对，表明该主题是研究的核心焦点。术语“鲁棒控制技术”与“并网逆变器”存在中等强度关联（10次）。网络结构呈现以“并网逆变器”为核心，分别与稳定性分析和控制技术两个关键方向紧密连接的知识图谱。

2.5 核心概念词云

核心术语基于词频与权重综合提取，高频高权重词汇优先入选。本词云聚焦并网逆变器在弱电网下的稳定性分析，涉及电网阻抗、电流基准与稳态点等关键技术参数。下文将对这些核心概念展开详细论述。

基于词云图分析，核心概念聚焦于并网逆变器在弱电网条件下的运行与控制。研究重点在于电网阻抗对系统稳定性的影响，以及如何通过电流基准调整来确保并网逆变器在稳态点附近的可靠工作。数据表明，弱电网环境下的阻抗特性是当前关注的核心挑战。

2.6 英文缩写分布

本报告统计了全文出现的所有英文缩写，共计30个。其中，IEEE（62次）、SRF（38次）和PLL（35次）为出现频次最高的三个缩写。

依据数据，高频缩写前五为IEEE(62)、SRF(38)、PLL(35)、LCL(26)、PWM(19)。其使用规律显示，标准化组织（IEEE）与电力电子及控制领域（SRF、PLL、LCL、PWM）的核心技术术语占据主导。这明确揭示了该文献集的专业特点聚焦于电气工程、电力电子系统及其相关的同步、滤波与调制控制技术。

三、原文公式举例分析

本文公式构建了非线性频域稳定性分析框架，量化了并网逆变器动态特性，为鲁棒控制设计提供了理论依据。

公式示例 1

该公式为SRF-PLL的小信号线性化模型，描述了从正交信号发生器输出到参考电流生成的动态过程，包含Park变换、环路滤波及电流基准计算环节。

$$\{\begin{array}{c}{\tilde{u}}_q=-\tilde{\theta }{U}_{\mathrm{m}}-\sin \left({\theta }_{\mathrm{g}}\right){\tilde{u}}_{\alpha }+\cos \left({\theta }_{\mathrm{g}}\right){\tilde{u}}_{\beta }\\ \tilde{\theta }(s)=\left[G_{\mathrm{lf}}(s)/s\right]{\tilde{u}}_q(s)\\ {\tilde{i}}_{\text{r e f}}=-I_{\text{r e f}}\sin \left({\theta }_{\mathrm{g}}\right)\tilde{\theta }\end{array}\text{\hspace{1em}(1.1)}$$

公式示例 2

该公式描述了单相系统中Park变换和基准生成环节的s域小信号模型，揭示了频率耦合现象的产生机制。

$$\{\begin{array}{l}{\tilde{u}}_q(s)=-\tilde{\theta }(s)U_{\mathrm{m}}+0.5\mathrm{j}\left[{\tilde{u}}_{\alpha }(s-\mathrm{j}{\omega }_{\mathrm{g}})-{\tilde{u}}_{\alpha }(s+\mathrm{j}{\omega }_{\mathrm{g}})\right]+0.5\left[{\tilde{u}}_{\beta }(s-\mathrm{j}{\omega }_{\mathrm{g}})+{\tilde{u}}_{\beta }(s+\mathrm{j}{\omega }_{\mathrm{g}})\right]\\ {\tilde{i}}_{\text{r e f}}(s)=0.5I_{\text{r e f}}\mathrm{j}\left[\tilde{\theta }(s-\mathrm{j}{\omega }_{\mathrm{g}})-\tilde{\theta }(s+\mathrm{j}{\omega }_{\mathrm{g}})\right]\end{array}\text{\hspace{1em}(1.2)}$$

公式示例 3

该公式描述了SRF-PLL中电流基准的计算模型，表明参考电流由PCC电压在三个不同频移（$\omega \pm 2{\omega }_{\mathrm{g}}$ 和 $\omega$）下的分量经相应传递函数加权求和得到。

$${\tilde{i}}_{\text{r e f}}(s)=H_{\mathrm{pll}n}(s){\tilde{v}}_{\mathrm{pcc}}(s-\mathrm{j}2{\omega }_{\mathrm{g}})+H_{\mathrm{pll}0}(s){\tilde{v}}_{\mathrm{pcc}}(s)+H_{\mathrm{pll}p}(s){\tilde{v}}_{\mathrm{pcc}}(s+\mathrm{j}2{\omega }_{\mathrm{g}})\text{\hspace{1em}(1.3)}$$

四、原文图片举例分析

图片章节共包含209幅图表，主要用于验证理论模型、展示仿真结果和实验数据，为稳定性分析和控制策略提供直观的量化依据。

图片示例 1

该图片为新能源分布式发电系统示意图，展示了并网逆变器作为连接分布式新能源与电网的关键接口，将新能源电能转换为可馈入电网的高质量电能。

图片示例 2

该图片展示了实际非线性模型，作为图1.2(d)的组成部分，用于对比说明现有文献中线性化的小信号SRF-PLL模型。

图片示例 3

该图片展示了一个忽略SRF-PLL动态的线性模型。其作用是与实际非线性模型进行对比，以简化分析并突出关键动态特性。

五、总结

本报告对《并网逆变器的非线性频域稳定性及鲁棒控制技术研究》进行了系统性分析，完成了术语统计、领域分布、共现网络及公式图片分析。其目的在于揭示该领域的研究热点与知识结构，为理解并网逆变器在弱电网下的稳定性问题及控制技术发展提供了数据支撑，具有重要的学术参考价值。

六、参考文献

[1] 中国电力行业年度发展报告2023[R].https://cec.org.cn/detail/index.html?3-322624/.2023.7
[2] 张智刚, 康重庆. 碳中和目标下构建新型电力系统的挑战与展望[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(08): 2806-2819.
[3] 袁小明，张美清，迟永宁等. 电力电子化电力系统动态问题的基本挑战和技术路线[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(05): 1904-1917.
[4] 李雨果，易皓，姜鑫等. 极弱电网下新能源跟网逆变器低频振荡的机理探究与暂态无功过补稳定性提升策略[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(02): 482-496.
[5] Me P S, Ravanji M H, Leonardi B, et al. Transient stability analysis of virtual synchronous generator equipped with quadrature-prioritized current limiter[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2023, 38(9): 10547-10553.
[6] Xie C, Liu D, Li K, et al. Passivity-based design of repetitive controller for LCL-type grid-connected inverters suitable for microgrid applications[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2021, 36(2): 2420-2431.
[7] Xie C, Li K, Zou J, et al. Passivity-based design of grid-side current-controlled LCL-type grid-connected inverters[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2020, 35(9): 9813-9823.
[8] Zhang C, Molinas M, Føyen S, et al. Harmonic-domain SISO equivalent impedance modeling and stability analysis of a single-phase grid-connected VSC[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2020, 35(9): 9770-9783.
[9] Qian Q, Xie S, Xu J, et al. Output impedance modeling of single-phase grid-tied inverters with capturing the frequency-coupling effect of PLL[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2020, 35(5): 5479-5495.
[10] Jian S. Small-signal methods for AC distributed power systems-A review[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2009, 24(11): 2545-2549.

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致谢

感谢中国知网（CNKI）提供的学术资源支持，为本次数据统计工作提供了保障。

衷心感谢所有原作者，其研究成果为本次数据统计提供了重要支撑。