基于参数敏感性因子的并网逆变器锁相环参数辨识方法技术

本发明专利技术提供了一种基于参数敏感性因子的并网逆变器锁相环参数辨识方法，属于电能质量和控制领域。所述锁相环参数包括锁相环比例系数和锁相环积分系数。该方法建立含有未知锁相环参数的正序阻抗模型，提出用参数敏感性因子得到参数敏感性因子满足要求的频率段，使用粒子群优化算法结合在参数敏感性因子满足要求的频率段内测量得到的阻抗进行参数估计，获得多组锁相环参数估计值，确定锁相环参数估计值的平滑频段，获得参数辨识结果。本发明专利技术综合了并网逆变器序阻抗建模、参数敏感性因子、阻抗测量、粒子群优化算法和平滑频段确定方法的优点，缩短了阻抗测量的频率范围，能够准确地辨识出并网逆变器锁相环参数。识出并网逆变器锁相环参数。识出并网逆变器锁相环参数。

【技术实现步骤摘要】
基于参数敏感性因子的并网逆变器锁相环参数辨识方法


[0001]本专利技术属于电能质量和控制领域，具体涉及一种并网条件下在并网逆变器锁相环参数未知的情况时基于参数敏感性因子进行锁相环参数辨识的方法。

技术介绍

[0002]基于阻抗模型的并网系统稳定性分析，需要对并网逆变器进行阻抗建模获得其阻抗模型。而阻抗模型的建立需要获取并网逆变器的控制参数，如电流环参数、锁相环参数等。参数辨识方法被广泛用于在逆变器控制参数未知的情况下辨识出逆变器控制参数。
[0003]参数辨识方法需要并网逆变器的测量阻抗数据，然而由于噪声和谐波损耗等的影响，测量阻抗与理论阻抗之间存在误差，这导致参数辨识结果的不准确。例如：
[0004]文献1“宋依桐，胡海涛，肖冬华，潘鹏宇，何正友.牵引供电系统注入式谐波阻抗测量的扰动限值选定方法[J].中国电机工程学报，2020，40(15)：4770
‑
4780.”考虑噪声、背景谐波等因素进行指标形式的推导，能够在面对已知对象、工况或部分基本参数的条件下，在实施阻抗测量前进行明确的注入扰动限值判定，使阻抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于参数敏感性因子的并网逆变器锁相环参数辨识方法，所述锁相环参数包括锁相环比例系数和锁相环积分系数；所述并网逆变器锁相环参数辨识方法所涉及的拓扑结构包括并网逆变器(10)、电网(40)和锁相环参数辨识装置；所述锁相环参数辨识装置包括阻抗测量及计算单元(20)和参数估计及数据处理单元(30)；所述阻抗测量及计算单元(20)包括采样单元(201)和计算单元(202)，所述采样单元(201)接入电网(40)与并网逆变器(10)相连接的公共耦合点PCC处，实现对公共耦合点PCC处电压和电流的采样，所述计算单元(202)与采样单元(201)的输出端相连接，计算单元(202)与参数估计及数据处理单元(30)在算法内部实现数据交互；其特征在于，所述参数辨识方法建立含有未知并网逆变器锁相环参数的待估计阻抗，提出用参数敏感性因子得到锁相环带宽段下参数敏感性因子满足要求的频率段，然后使用粒子群优化算法结合在锁相环带宽段下参数敏感性因子满足要求的频率段内测量得到的阻抗进行参数估计，获得多组并网逆变器锁相环估计参数，对多组并网逆变器锁相环估计参数进行处理，确定锁相环参数估计值的平滑频段，最终获得参数辨识结果，具体的，包括以下步骤：步骤1，参数设定包括以下参数：锁相环比例系数辨识下限K
pPLLmin
，锁相环比例系数辨识上限K
pPLLmax
，锁相环积分系数辨识下限K
iPLLmin
，锁相环积分系数辨识上限K
iPLLmax
；步骤2，记并网逆变器(10)的正序阻抗为Z
ip
(K
pPLL
，K
iPLL
，f)，其中，K
pPLL
为待辨识锁相环比例系数，K
iPLL
为待辨识锁相环积分系数，f为频率，即正序阻抗Z
ip
(K
pPLL
，K
iPLL
，f)仅包含待辨识锁相环比例系数K
pPLL
和待辨识锁相环积分系数K
iPLL
这2个未知参数；步骤3，求解参数敏感性因子满足要求的频率段FSFS步骤3.1，记锁相环比例系数参数敏感性因子为F
p
(f)，锁相环积分系数参数敏感性因子为F
i
(f)，其表达式如下：(f)，其表达式如下：式中的Re()表示对()中的参数取实部，Im()表示对()中的参数取虚部，K
pPLLt
为实际锁相环比例系数，K
iPLLt
为实际锁相环积分系数，其表达式分别如下：为实际锁相环积分系数，其表达式分别如下：其中，V1是基波相电压的峰值，f
BW
是锁相环带宽；设锁相环带宽f
BW
的取值范围为[f
BWmin
，f
BWmax
]，并记为锁相环带宽段f
BWd
，其中，f
BWmin
是锁相环带宽段f
BWd
的取值下限，f
BWmax
是锁相环带宽段f
BWd
的取值上限；步骤3.2，将锁相环带宽f
BW
下锁相环比例系数参数敏感性因子F
p
(f)的最大值记为F
pmax
，
将锁相环带宽f
BW
下，由F
p
(f)＞μ％
·
F
pmax
确定的频率范围认定为锁相环带宽f
BW
下锁相环比例系数参数敏感性因子满足要求的频率段，并记为第一频率段FSFS
ps
(f
BW
)，其中的μ是常数；令锁相环带宽段f
BWd
下锁相环比例系数参数敏感性因子满足要求的频率段FSFS
p
是锁相环带宽段f
BWd
内每个第一频率段FSFS
ps
(f
BW
)的并集频率段，其表达式如下：FSFS
p
＝∪FSFS
ps
(f
BW
)步骤3.3，将锁相环带宽f
BW
下锁相环积分系数参数敏感性因子F
i
(f)的最大值记为F
imax
，将锁相环带宽f
BW
下，由F
i
(f)＞μ％
·
F
imax
确定的频率范围记为锁相环带宽f
BW
下锁相环积分系数参数敏感性因子满足要求的频率段，并记为第二频率段FSFS
is
(f
BW
)；令锁相环带宽段f
BWd
下锁相环积分系数参数敏感性因子满足要求的频率段FSFS
i
是锁相环带宽段f
BWd
内每个第二频率段FSFS
is
(f
BW
)的并集频率段，其表达式如下：FSFS
i
＝∪FSFS
is
(f
BW
)步骤3.4，定义参数敏感性因子满足要求的频率段FSFS为锁相环带宽段f
BWd
下锁相环比例系数参数敏感性因子满足要求的频率段FSFS
p
和锁相环带宽段f
BWd
下锁相环积分系数参数敏感性因子满足要求的频率段FSFS
i
两者的并集频率段，其表达式如下：FSFS＝FSFS
p
∪FSFS
i
步骤4，将锁相环参数辨识装置接入公共耦合点PCC，并通过采样单元(201)对公共耦合点PCC处的三相线电压和三相电流进行N次采样，采样的频率范围是步骤3得到的参数敏感性因子满足要求的频率段FSFS，将N次采样中的任意一次采样记为第y次采样，与第y次采样对应的频率记为阻抗测量频率f
y
，与阻抗测量频率f
y
对应的三相线电压采样值记为三相线电压U
y
，与阻抗测量频率f
y
对应的三相电流采样值记为三相电流I
y
，y＝1，2，...，N，N为正整数；步骤5，将步骤4采样得到的N个三相线电压U
y
和N个三相电流I
y
送入计算单元(202)，得到N个测量正序阻抗Z
rpy
，y＝1，2，...，N；步骤6，将N个阻抗测量频率f
y
和N个测量正序阻抗Z
rpy
送入参数识别及数据处理单元(30)，使用N个测量正序阻抗Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，蔡水亮，刘洋，陈平，张兴，曹仁贤，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：