一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法，具体为：考虑锁相环频率耦合响应，对单相扰动注入交流电网后产生的谐波响应频率进行分析；使用快速傅里叶变换和αβ坐标系表示PCC处正负序谐波响应；根据不同的耦合谐波情况，优化单相扰动注入的频率点选值和个数。本发明专利技术提出了基于单相扰动注入的阻抗建模方法，降低了阻抗测量设备的复杂度和所需容量，减小了设备体积，提高了阻抗建模准确性。确性。确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法


[0001]本专利技术属于换流器建模领域，具体涉及一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法。

技术介绍

[0002]阻抗建模已经成为换流器
‑
电网互联系统稳定性分析的重要手段。通过测量并网逆变器在不同频率下的阻抗值建立通过数学方法建立其阻抗模型，然而传统的三相阻抗测量方法需要阻抗测量转置有很大的容量和体积，这带来了较高的成本和能量消耗。单相扰动注入的方法仅需进行一次扫频，减少了扫频次数，且单相扰动注入仅需单相逆变器注入谐波，降低了谐波发生装置的复杂度，降低了单次的能量消耗，提高了经济性和实用性。已有的考虑频率耦合的阻抗计算方法需要改变电网阻抗，这种操作有可能改变系统运行点，且操作复杂，不利于实际使用。

技术实现思路

[0003]为了减小并网逆变器阻抗测量装置的体积和能量消耗，同时保证测量结果的正确性，本专利技术提供一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法。
[0004]本专利技术的一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法，包括以下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：计算在并网逆变器交流侧单相注入扰动后三相产生的谐波频率；在并网逆变器交流侧A相注入电压扰动后，三相交流电压信号表示为：其中，V1为电网电压幅值，V
p
为扰动电压幅值，ω0为电网电压角频率，ω
p
为扰动电压角频率，θ
p
为扰动电压初相位，t为时间；三相交流电压信号经过dq变换后为：其中，θ
s
为锁相环输出相位；将式(2)表示为复变量形式：其中，形式e
jx
＝cosx+jsinx为欧拉变换，经过dq变换后小扰动电压信号，只有q轴分量造成锁相环的输出相位θ
s
产生Δθ的扰动量，锁相环的传递函数为：其中，k
pp
为锁相环比例系数，k
pi
为锁相环积分系数，由于锁相环和Park变换的影响，引入相角扰动后：θ＝ω0t+Δθ
ꢀꢀꢀ
(5)将公式(5)代入公式(3)并进行线性化后得到：公式(6)转换为：其中，的虚部为
‑
jV1Δθ，复变量结合公式(4)和公式(5)得到：根据公式(6)、(7)和(8)得到：
由公式(9)可看出，由于锁相环的影响，输入一个频率为ω
p
的单相电压扰动，在dq坐标系下会产生四个频率响应，分别为(ω
p
‑
ω0)、(ω0‑
ω
p
)、(ω0+ω
p
)和(
‑
ω0‑
ω
p
)，转换到三相坐标系下，这四个频率变为ω
p
、(2ω0‑
ω
p
)、(2ω0+ω
p
)和
‑
ω
p
；步骤2：向并网逆变器交流侧任意一相注入不同频率的电压扰动，提取公共点PCC处的电压和电流，采用快速傅里叶变换得到三相正、负序各次谐波幅值；单相注入电压扰动后，提取PCC处三相电压、电流信号，经过克拉克变换得到αβ坐标系下的电压、电流信号v
α
、v
β
，i
α
、i
β
，通过FFT分析得到电压、电流正负序谐波：其中，v
p
、i
p
为正序电压、电流谐波，v
n
、i
n
为负序电压、电流谐波，表示傅里叶变换后角频率为ω的分量；步骤3：根据获得的各次谐波幅值，求得考虑频率耦合的自阻抗和互阻抗；并网逆变器自阻抗表达式为：其中，Z
s
为并网逆变器自阻抗，Z
a
为并网逆变器互阻抗，Y
s
为并网逆变器自导纳，Y
a
为并网逆变器互导纳；Y
s
和Y
a
由公式(12)计算得到：其中，Y
s
(ω
p
)表示并网逆变器在频率为注入扰动频率ω
p
时的自导纳，Y
a
(ω
c
)表示并网逆变器在频率为注入扰动频率的耦合频率ω
c
时的互导纳，Y
a
(ω
p
)
*
表示并网逆变器在频率为注入扰动频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静波，马俊鹏，王顺亮，刘天琪，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：