一种并网系统阻抗数据处理方法及相关设备技术方案

本发明专利技术公开了并网系统阻抗数据处理方法及相关设备，其中方法包括如下步骤：并网系统开始并网时，在公共并网点注入特定频次谐波；利用FFT分析所得到上述频次处的电压电流幅值信息在预设模型中执行阻抗计算，至少得到比例系数和谐振系数；通过所述比例系数和所述谐振系数控制逆变器输出电流波形，以输出满足并网要求的标准工频电。本发明专利技术提出的数据处理方法和相关设备，可以根据检测得到不同的并网电路中的阻抗值，对控制回路进行反馈，自适应准比例谐振控制回路参数大小，使并网系统可以工作在稳定状态，输出符合国家标准的正弦工频交流电。不仅解决了谐波注入法阻抗计算难度大、误差大的缺点，也解决了有损检测导致并网电流谐波大幅增加的问题。波大幅增加的问题。波大幅增加的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种并网系统阻抗数据处理方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及新能源发电并网技术，特别涉及一种并网系统阻抗数据处理方法及相关设备。

技术介绍

[0002]新能源发电系统与电网之间的连接强弱程度通常用短路比(Short Circuit Ratio，SCR)的大小来评估，临界短路比(Critical Short Circuit Ratio，CSCR)为并网系统处于临界情况下的短路比。通过测量系统当前运行状态时的阻抗大小进而得到系统短路比和系统临界状态的短路比，来判断并网系统的运行状况，保证该并网发电系统的稳定运行。并网逆变器控制系统的环路增益、带宽以及稳定性都会因系统短路比和临界短路比的不同带来负面影响，导致系统控制性能变差。
[0003]为了准确地获得短路比，即：准确判断并网发电的运行状态，需要可靠的方式对短路比关联的数据进行检测，典型常用的方法是包括：谐波注入法，它不依赖逆变器产生不确定谐波，而是通过谐波注入的方式将一个或多个特定的谐波信号i
f1
、i
f2
…
施加到参考电流i
ref
上，采集公共电网连接点处的电压和电流信号，通过FFT分析电压电流的幅值和相位信息，最后计算电网阻抗值R
g
和L
g
。
[0004]然而，现有的谐波注入法属于有损检测，一旦谐波选取不当会导致并网电流谐波大幅增加，进一步影响锁相环PLL和电流控制器G
i
(s)的稳定性，谐波污染整个控制回路后，导致短路比的计算出现误差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，通过本专利技术并网系统阻抗数据处理方法，不仅解决了谐波注入法阻抗计算难度大、误差大的缺点，自适应控制也解决了有损检测导致并网电流谐波大幅增加的问题。
[0006]一种并网系统阻抗数据处理方法，包括如下步骤：
[0007]在并网系统开始并网时，在公共并网点注入第一频次谐波和第二频次谐波；
[0008]将公共并网点U
PCC
处利用FFT分析所得到上述频次处的电压电流幅值信息在预设模型中执行阻抗计算，至少得到比例系数和谐振系数；
[0009]通过所述比例系数和所述谐振系数控制逆变器输出电流波形，以输出满足并网要求的标准工频电。
[0010]优选地，所述获取两种频次谐波具体实现为：
[0011]通常选取10倍工频附近频率；
[0012]以及，通常选取基准电流幅值的5％附近幅值；
[0013]通过所述两个谐波信号处采样U
pcc(f1)
、U
pcc(f2)
、i
g(f1)
、i
g(f2)
的幅值信息来执行阻抗计算，Z
ω1
,Z
ω2
是基于两种不同频次谐波计算的阻抗，基于阻抗特性将
[0014]化简分别得到R
g
和L
g
的值式，然后将计算出的R
g
和L
g
发送到自适应准比例谐振控制器
[0015]优选地，所述比例系数的计算，具体实现为：
[0016]将LCL滤波器的电容支路忽略，得到系统截止频率f
c
的值简化后的控制系统开环传递函数式弱电网条件下QPR控制器比例系数K
P
的表达式
[0017]优选地，所述谐振系数的计算，具体实现为：
[0018]在基准频率附近时，将LCL滤波器的电容支路忽略，系统增益＝20lg(A/B),得到基频增益函数表达式
[0019]弱电网条件下，所述谐振系数K
r
的表达式
[0020]其中，所述K
pwm
是逆变器输入到输出的传递函数，ω0为QPR控制器的谐振角频率。优选地，本专利技术还包括：所述ω0＝2πf0＝100π，ω
i
用来调节QPR控制器在谐振点的增益带宽，取ω
i
＝2πΔf＝π。
[0021]一种并网系统阻抗数据处理设备，包括：
[0022]采样模块，在并网系统开始并网时，在公共并网点注入获取的第一频次谐波和第二频次谐波；
[0023]阻抗变换电路，对所述两种特定频次谐波的幅值进行变换指令的响应；
[0024]自适应参数计算模块，在预设模型中执行阻抗计算，至少得到比例系数和谐振系数；
[0025]控制模块，通过所述比例系数和所述谐振系数控制逆变器输出电流波形，以输出满足并网要求的标准工频电。
[0026]优选地，所述数模转换模块具体为TMS320F28335型号。
[0027]优选地，本设备还包括与所述采样模块输出端连接的FFT傅立叶分析模块；
[0028]所述FFT傅立叶分析模块的输出端连接所述自适应参数计算模块。
[0029]一种计算设备，至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行以上所述的方法。
[0030]一种可读介质，存储有计算机可执行指令，可执行指令用于执行所述的并网系统
阻抗数据处理方法。
[0031]本专利技术提出的并网系统阻抗数据处理方法和相关设备，可以根据不同的并网电路中的阻抗值，对控制回路进行反馈，自适应调节QPR控制回路参数，使并网系统可以工作在稳定状态，输出符合国家标准的正弦工频交流电。不仅解决了谐波注入法阻抗计算难度大、误差大的缺点，自适应控制也解决了有损检测导致并网电流谐波大幅增加的问题。
附图说明
[0032]此处所说明的附图用来提供对专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0033]图1a为本专利技术一实施例的并网系统阻抗数据处理方法的流程步骤图；
[0034]图1b为本专利技术一实施例的并网系统阻抗数据处理方法阻抗变换拓扑图；
[0035]图2为本专利技术另一实施例的并网系统阻抗数据处理方法的实施策略图；
[0036]图3为本专利技术另一实施例的并网系统阻抗数据处理设备的结构示意图；
[0037]图4a为本专利技术另一实施例的并网系统阻抗数据处理设备的电路图；
[0038]图4b为本专利技术另一实施例的并网系统阻抗数据处理设备的比例系数变化图；
[0039]图4c为本专利技术另一实施例的并网系统阻抗数据处理设备的谐振系数变化图；
[0040]图5为本专利技术实施例中的计算设备的结构示意图；
[0041]图6为本申请实施例中的可读介质结构示意图。
具体实施方式
[0042]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并网系统阻抗数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤：在并网系统开始并网时，在公共并网点注入第一频次谐波和第二频次谐波；在公共并网点U
PCC
处利用FFT分析所得到上述频次处的电压电流幅值信息在预设模型中执行阻抗计算，至少得到比例系数和谐振系数；通过所述比例系数和所述谐振系数控制逆变器输出电流波形，以输出满足并网要求的标准工频电。2.根据权利要求1所述的并网系统阻抗数据处理方法，其特征在于，所述获取特定频次谐波具体实现为：通常选取10倍工频附近频率；以及，通常选取基准电流幅值的5％附近幅值；通过所述两个谐波信号处采样U
pcc
(f1)、U
pcc
(f2)、i
g
(f1)、i
g
(f2)的幅值信息来执行阻抗计算，Z
ω1
,Z
ω2
是基于两种不同频次谐波计算的阻抗，基于阻抗特性将化简分别得到R
g
和L
g
的值式，然后将计算出的R
g
和L
g
发送到自适应准比例谐振控制器3.根据权利要求2所述的并网系统阻抗数据处理方法，其特征在于，所述比例系数的计算，具体实现为：将LCL滤波器的电容支路忽略，得到简化后的控制系统开环传递函数式弱电网条件下QPR控制器比例系数K
P
的表达式4.根据权利要求2或3所述的并网系统阻抗数据处理方法，其特征在于所述谐振系数的计算，具体实现为：在基准频率附近时，将LCL滤波器的电容支路忽略，系统增益＝20lg(A/B),得到基频增益函数表达式弱电网条件下，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达敏，张强，曾汉超，郑雪钦，傅恺宁，丁泽祥，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：