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龙图腾网获悉天津瑞源电气有限公司申请的专利一种基于无源性的弱电网下锁相环参数自适应优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120414692B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510912482.6，技术领域涉及：H02J3/38；该发明授权一种基于无源性的弱电网下锁相环参数自适应优化方法是由刘洪佶;彭国平;问虎龙;韩昊;周玲玲设计研发完成，并于2025-07-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于无源性的弱电网下锁相环参数自适应优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于无源性的弱电网下锁相环参数自适应优化方法，包括：Ⅰ建立弱电网条件下锁相环与变流器系统的动态耦合模型，分析锁相环参数对系统稳定性的影响机制；Ⅱ基于无源性理论推导系统等效短路比的实时计算方法，构建短路比‑参数灵敏度关系矩阵；Ⅲ通过动态感知电网短路比变化，自适应调整锁相环带宽系数与阻尼比参数，消除因参数固定导致的谐波振荡或失稳风险等步骤。本发明确保系统在全工况下的稳定运行，能够显著提升风电机组在低短路比弱电网工况下的动态稳定性与鲁棒性。

本发明授权一种基于无源性的弱电网下锁相环参数自适应优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于无源性的弱电网下锁相环参数自适应优化方法，其特征在于：包括以下步骤： Ⅰ建立弱电网条件下锁相环与变流器系统的动态耦合模型，分析锁相环参数对系统稳定性的影响机制，具体包括以下步骤： Ⅰ-ⅰ根据并网逆变器控制系统的数学模型，建立逆变器的并网电流的数学模型； Ⅰ-ⅱ依据步骤Ⅰ-ⅰ的并网电流的数学模型表达式推导逆变器的输出阻抗Zinvs及锁相环的等效阻抗Zplls的表达式； Ⅰ-ⅲ建立综合考虑锁相环、逆变器的控制相互影响后的锁相环与变流器系统的动态耦合模型； Ⅱ建立系统无源性判据，并基于无源性理论推导系统等效短路比的实时计算方法，构建短路比-参数灵敏度关系矩阵及稳定裕度灵敏度矩阵，具体包括以下步骤： Ⅱ-i建立系统严格无源性判据 所述系统严格无源性判据包括： a 式中：ωmin=2π×10rads，ωmax=2π×1000rads；为逆变器和电网交互系统的等效导纳矩阵中Ysysjω的时域表达式的实部； b 式中：Ω=[10rads,1000rads]为次超同步频段；Ysysjω为系统等效导纳矩阵，单位为S；为Ysysjω的共轭转置矩阵，单位为S；det为矩阵的行列式计算，无量纲； c正序导纳无源性指数的实时值连续三次低于正序导纳无源性指数动态阈值，触发锁相环参数调整； Ⅱ-ⅱ在线估计电网阻抗 在PCC点注入微小电流扰动Δi，测量电压响应Δv，计算电网阻抗值； 所述电网阻抗值的计算公式为： ， 式中：Zgridjωk为电网阻抗值，单位为Ω；Δv为电压响应，单位为V；Δi为电流扰动，单位为A；j为虚数单位，无量纲；ωk为PCC点处的频率，单位为rads；ωk覆盖10Hz~1kHz；所述微小电流扰动Δi为0.5%额定电流的白噪声信号； Ⅱ-ⅲ取基波频率处阻抗值，计算等效短路比； 所述等效短路比的计算公式为： 式中：ESCR为等效短路比，无量纲；为基波频率处阻抗值，单位为Ω；Sbase为系统基准容量，单位为VA； Ⅱ-ⅳ构建短路比-灵敏度关系矩阵及稳定裕度-灵敏度矩阵； 所述稳定裕度-灵敏度矩阵的表达式为： 所述短路比-灵敏度关系矩阵的表达式为： 式中：Am为幅值裕度，单位为dB；为相位裕度，单位为°；ξ为阻尼比，无量纲；ωn为带宽，单位为rads，SξESCR为阻尼比ξ对等效短路比ESCR的灵敏度系数，无量纲；ξ*为在特定ESCR下使系统满足≥45°的最优阻尼比，无量纲；为带宽ωn对等效短路比ESCR的灵敏度系数，无量纲；为在特定ESCR下使系统满足Am≥6dB的最优带宽，单位为rads； Ⅲ当系统有任意一条不满足无源性判据时，通过动态感知电网短路比变化，自适应调整锁相环带宽系数与阻尼比参数，具体包括以下步骤： Ⅲ-ⅰ离线训练与在线查表 在典型短路比范围内进行离线扫频仿真训练时，基于锁相环参数对稳定裕度的灵敏度分析结果，优先针对对系统稳定性影响最大的参数方向进行密集采样，并在等效短路比变化敏感区间加密仿真步长；通过系统化遍历各工况点后，记录每个系统等效短路比ESCR对应的同时满足相位裕度与幅值裕度要求的最优参数组合及其灵敏度特性，生成包含参数调整规则的二维查找表； Ⅲ-ⅱ计算参数调整量 所述参数调整量的计算公式为： 式中：Δξ为锁相环阻尼比调整量，无量纲；Δωn为锁相环带宽调整量，单位为rads；ΔESCR为等效短路比实时测量值与参考值的差值，无量纲；，为阻尼比对等效短路比ESCR的灵敏度，无量纲；，为带宽对等效短路比ESCR的灵敏度，单位为rads； Ⅲ-ⅲ动态优化基于灵敏度系数的锁相环阻尼比ξ和锁相环带宽ωn 所述基于灵敏度系数的锁相环阻尼比ξ和锁相环带宽ωn的计算公式为： 式中，ξold为原锁相环阻尼比，无量纲；ωn,old为原带宽，单位为rads；ξnew*为动态优化后的锁相环阻尼比，无量纲；ωn,new*为动态优化后的锁相环带宽，单位为rads；Δξ为锁相环阻尼比调整量，无量纲；Δωn为锁相环带宽调整量，单位为rads； Ⅲ-ⅳ通过动态优化后的锁相环阻尼比ξnew*和锁相环带宽ωn,new*反推出锁相环的PI参数； 所述锁相环的PI参数计算公式为： 式中：kp为锁相环路PI控制器的比例，无量纲；ki为锁相环路PI控制器的积分系数，单位为秒-1；Vd为当前d轴电压测量值，单位为V；ξnew*为动态优化后的锁相环阻尼比，无量纲；ωn,new*为动态优化后的锁相环带宽，单位为rads。

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