一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法。针对双环矢量控制的逆变器并网系统，在逆变器的内环电流控制输入端对内控制环的电流参考值施加扰动；使用采样设备对扰动施加前与扰动施加后的三相电压和电流进行采样，对获得的采样值坐标变换后获得电压和电流的幅值和相角；计算扰动量并离散傅里叶变换，进行两次测量所施加不同的扰动，用所施加的扰动和计算获得的扰动量计算获得广义阻抗；扫频测量直至测得待测频段内所有频率点的广义阻抗。本发明专利技术可以利用逆变器并网系统原有的设备对逆变器的广义阻抗进行测量，相比于使用一次侧高压扰动设备，测量更加便捷，成本更低。测得的广义阻抗可用于并网系统稳定性分析与逆变器控制设计。

A generalized impedance measurement method for inverter based on two side disturbance

The invention discloses a method for measuring the generalized impedance of an inverter based on the disturbance of the two side. For the grid connected inverter system with two vector control inverter, the inner current control input to control the current reference value of ring disturbance; sampling devices for perturbation is applied to three-phase voltage and current disturbance before and after applying the sampling value of coordinate transformation to obtain the sample to obtain the amplitude and phase of voltage and current; the perturbation calculation and discrete Fourier transform, two different measurements of the applied perturbation, calculated using generalized impedance the applied perturbation and calculate the disturbance obtained; sweep frequency measurement measured until the generalized impedance of all frequency point range to be measured. The invention can measure the generalized impedance of the inverter by using the original equipment of the inverter grid connected system. Compared with the primary side high voltage disturbance device, the measurement is more convenient and the cost is lower. The measured generalized impedance can be used for the stability analysis of the grid connected system and the design of the inverter control.

【技术实现步骤摘要】
一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法
本专利技术涉及一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，尤其涉及基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法。
技术介绍
自从商业化电力系统建成以来，化石能源不断消耗，所导致的环境危机也日益加剧，而随着电力电子技术的日益成熟，光伏、风力发电等新能源在电力结构中的比重越来越大，使新能源所使用的三相逆变器已经成为新型电力系统中的重要组成部分。众多的电力电子设备接入电网以后，改变了电网的动态特性，也导致了新的稳定问题，引起低频振荡、次同步振荡等各种振荡现象。分析逆变器并网稳定问题可以通过建立阻抗模型，通过对逆变器和网络的阻抗进行分析，进而判断并网系统的稳定性，并对逆变器控制的设计给出指导。而三相并网系统的广义阻抗通过严格的数学推导，得到对角形式的逆变器广义导纳矩阵和对称形式的网络广义导纳矩阵(广义阻抗为广义导纳求逆)，能够方便地分析逆变器并网稳定性。广义阻抗模型既可以通过解析的方法求得，也可以通过外加测量设备的方法测得。已有的阻抗测量方法通过外加高压设备的方法来注入扰动，设备较为昂贵，操作也更为复杂。借助逆变器和电网本身的装置来注入扰动进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，其特征在于主要包括以下三个步骤：1)针对双环矢量控制的逆变器并网系统，在逆变器的内环电流控制输入端对内控制环的电流参考值施加扰动；2)使用采样设备对扰动施加前与扰动施加后的三相电压和电流进行采样，对获得的采样值坐标变换后获得电压和电流的幅值和相角；3)计算扰动量，使用离散傅里叶变换将扰动量由时域变换到频域；4)重复步骤1)～3)并在步骤1)中所施加不同的扰动进行两次测量，根据逆变器的广义阻抗端口特性，用所施加的扰动和计算获得的扰动量计算获得广义阻抗；5)重复上述步骤1)～4)并改变步骤1)中所施加扰动的频率进行扫频，直至测得待测频段内所有频率点的...

【技术特征摘要】
1.一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，其特征在于主要包括以下三个步骤：1)针对双环矢量控制的逆变器并网系统，在逆变器的内环电流控制输入端对内控制环的电流参考值施加扰动；2)使用采样设备对扰动施加前与扰动施加后的三相电压和电流进行采样，对获得的采样值坐标变换后获得电压和电流的幅值和相角；3)计算扰动量，使用离散傅里叶变换将扰动量由时域变换到频域；4)重复步骤1)～3)并在步骤1)中所施加不同的扰动进行两次测量，根据逆变器的广义阻抗端口特性，用所施加的扰动和计算获得的扰动量计算获得广义阻抗；5)重复上述步骤1)～4)并改变步骤1)中所施加扰动的频率进行扫频，直至测得待测频段内所有频率点的广义阻抗。2.根据权利要求1所述的一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，其特征在于：所述步骤1)中，并网逆变器采用双环矢量控制，内环为矢量电流控制，外环是功率控制或直流电压控制，施加扰动的位置在逆变器的内环电流控制输入端对电流环矢量控制参考值的d轴分量Idref和电流环矢量控制参考值的q轴分量Iqref，扰动的形式为正弦扰动。3.根据权利要求1所述的一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，其特征在于：所述步骤2)中，采样设备为具有同步采样功能的六路AD采样设备，采样值包括三相电压Ua、Ub、Uc和三相电流Ia、Ib、Ic共六个电信号。4.根据权利要求1所述的一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，其特征在于：所述步骤2)中AD采样均在系统暂态过程结束之后进行，扰动施加前系统运行于稳定工作点时进行采样，扰动施加后应使系统稳定运行于正弦扰动后进行采样。5.根据权利要求1所述的一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，其特征在于：所述步骤2)中，坐标变换采用如下的公式处理，获得全局旋转直角坐标系下的电压和电流值：其中，Ua、Ub、Uc表示采集到的静止坐标系下的三相电压，Ia、Ib、Ic表示采集到的静止坐标系下的三相电流，θ表示全局旋转坐标系相对于静止坐标系的角度，Ux、Uy分别表示全局旋转直角坐标系下的x轴和y轴电压值，Ix、Iy分别表示全局旋转直角坐标系下的x轴和y轴电流值；再采用以下公式计算获得电压和电流的幅值和相角：其中，U表示全局旋转直角坐标下的电压幅值，I表示全局旋转直角坐标下的电流幅值，表示全局旋转极坐标下电流相角，δ为全局旋转极坐标下电压相角。6.根据权利要求3所述的一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，其特征在于：所述的全局旋转坐标系相对于静止坐标系的角度θ采用给定的方式，采用随时间变化的波形为锯齿波，斜率为(2π×50)rad/s，即以同步转速ω0(100πrad/s)增加，周期为0.02s，幅值为2π。7.根据权利要求1所述的一种基于二次侧施加扰动的逆变器广义阻抗测量方法，其特征在于：所述步骤3)中计算扰动量△D采用以下公式：△D(k△t)＝D(k△t)-D(k△t-T)其中，D表示各个电参数，具体为全局旋转极坐标下的电压幅值U、全局旋转极坐标下的电流幅值I、全局旋转极坐标下电流相角或者全局旋转极坐标下电压相角δ；△D表示各个电参数扰动量，kΔt表示扰动状态下的采样时段，kΔt-T表示未扰动状态下的采样时段，T表示扰动施加前后两段采样的起始点的时间差，k表示两段采样内各采样点对应的编号，Δt表示采样间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛焕海，蒙志全，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33