一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法技术

本发明专利技术提供了一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，涉及分布式发电系统技术领域。本发明专利技术谐波控制器的调度方法包括：确定谐波控制器的最高阶数，THDu参数计算与设置，谐振监测与阻抗测量触发机制及谐波控制器阶数的恢复。本发明专利技术方法能保证电网阻抗增大时最大谐波控制频率小于系统穿越频率，进而保证系统稳定性。保证系统稳定性。保证系统稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法


[0001]本专利技术涉及分布式发电系统
，特别涉及一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法。

技术介绍

[0002]在电网电压包含背景谐波的环境下，电流环只包含基波控制器难保证逆变器输出电流的质量，所以需要在电流环中引入谐波控制器。但如果电流环中包含谐波控制器，那么很可能由于电网阻抗变大使系统变得不稳定。现有技术中提出了基于电网阻抗识别的控制器参数自适应调节法，但控制器比例增益和谐振增益对系统稳定性的影响是多方面的，参数调节的方向和幅度都难以把握，导致不确定性因素太大因而在工业上不具有可行性，所以需要有更好的方法来解决由于电网阻抗增加导致谐波控制器与滤波器谐振互相影响的问题。
[0003]基于此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，能保证电网阻抗增大时最大谐波控制频率小于系统穿越频率，以解决电网阻抗增加导致谐波控制器与滤波器谐振互相影响的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术的一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，其中准被动电网阻抗检测指的是先判断电网阻抗是否有发生大的变化，如果发生大的变化，则开始主动向电网中注入谐波，包括
[0007](1)确定谐波控制器的最高阶数：
[0008](2)THDu参数计算与设置：包括THDu瞬时值计算、确定THDu限幅值、确定THDu参考值下限；
[0009](3)根据THDu参数设定谐振监测与阻抗测量触发机制：
[0010](4)设置谐波控制器阶数恢复机制。
[0011]本专利技术提供了一种优选方案，所述步骤(3)中，谐振监测与阻抗测量触发机制设定方法包括如下：
[0012]若THDu的瞬时值超过限幅值，则系统自动进入待机状态；
[0013]如果THDu仍然维持在限幅值的80％以上，则系统恢复待机前的正常运行状态；
[0014]如果THDu下降到限幅值80％以下，则系统进入故障自检的状态，等待一段时间后激活电网阻抗测量机制；另外，如果在设备向电网中注入间谐波时，设备输出电流有效值激増或者与给定电流的有效值偏差太大(根据工业中实际的情况确定)，则设备立即进入故障锁死状态，等待人为干预和故障排查；否则，根据测量到的电网阻抗计算出系统穿越频率，重新确定谐波控制器的最高阶数，设备就从故障自检状态自动进入到正常运行状态。
[0015]本专利技术提供了一种优选方案，所述步骤(4)中，设置谐波控制器阶数的恢复机制包括如下步骤：若THDu的瞬时值未超过限幅值，且THDu参考值也未达到THDu参考值下限，同时THDu的瞬时值降低到THDu参考值的50％以下并持续一段时间，则系统进入待机状态，然后立即激活电网阻抗测量机制，确定谐波控制器的最高阶数k；如果计算出的k比原来大，那么更新当前的k并重新启动逆变器，否则维持原来的k不变且系统仍正常运行；在THDu参考值达到THDu参考值下限或THDu的瞬时值未降低到THDu参考值的50％以下的情况下，系统仍正常运行。
[0016]与现有技术相比，上述技术方案具有以下有益技术效果：
[0017](1)本专利技术提出的基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法能够保证在电网阻抗增大时最大谐波控制频率小于系统穿越频率，进而保证系统稳定性。
[0018](2)本专利技术给出了配合电网阻抗识别使用的逆变器运行规则，即，阻抗测量触发机制和谐波控制器阶数恢复机制，这些规则能避免不必要的电网阻抗检测，在工业上具有一定的应用价值。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术一种具体实施方式所提供的一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法的流程图；
[0021]图2为本专利技术一种具体实施方式所提供的一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法中THDu限幅值更新规则示例图；根据THDu参数设定谐振监测与阻抗测量触发机制
[0022]图3为本专利技术一种具体实施方式所提供的一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法中设置谐波控制器阶数的恢复机制示例图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]请参考图1，本实施例提供的一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法包括：确定谐波控制器的最高阶数，THDu参数计算与设置，谐振监测与阻抗测量触发机制及谐波控制器阶数的恢复。
[0025](1)确定谐波控制器的最高阶数。
[0026]谐波控制器最大控制频率一定要比系统穿越频率要小，否则系统稳定性不能保证，也就是有ω
h_max
＜ω
c
，其中ω
h_max
为最高阶谐波控制器的控制频率。
[0027]估算可取其中f
s
为T
s
为控制周期。
[0028]估算出ω
c
后，就可以根据ω
h_max
＜ω
c
对谐波控制器的阶数进行调整，也就是将谐波控制频率大于系统穿越频率的谐波控制器从电流环中移除。具体判别标准如下：
[0029][0030]其中ω0为基波频率，ω
h_max
是k倍的ω0。k为整数，表示系统应设置的谐波控制器的最高阶数。阶数k越高，ω
h_max
越高，但是必须满足ω
h_max
＜ω
c
，因此k的上限也受ω
c
的制约。
[0031]k≤49是因为对于一些逆变器来说，k的上限到不了49，k的上限可以根据实际设备情况来设置。
[0032](2)THDu参数计算与设置。
[0033](2.1)THDu瞬时值计算：
[0034]THDu瞬时值是数字控制器在线实时计算出的电网电压THD，利用Goertzel算法，将频率分辨率设置为50Hz(与国网频率一致)，这样便可以在一个工频周期(电网电压的周期)内计算出基波电压幅值。
[0035]具体计算公式为
[0036][0037]其中V
g
为总的电网电压有效值，V
o
为基波电压的有效值。
[0038](2.2)确定THDu限幅值：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，其特征在于，包括如下：(1)确定谐波控制器的最高阶数：(2)THDu参数计算与设置：包括THDu瞬时值计算、确定THDu限幅值、确定THDu参考值下限；(3)根据THDu参数设定谐振监测与阻抗测量触发机制：(4)设置谐波控制器阶数恢复的机制。2.根据权利要求1所述的基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，其特征在于，所述步骤(1)中，谐波控制器的最高阶数通过以下方法确定：估算系统穿越频率，确保谐波控制器最大控制频率小于系统穿越频率并以此确定谐波控制器的最高阶数。3.根据权利要求2所述的基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，其特征在于，所述系统穿越频率的估算公式为：其中f
s
为T
s
为控制周期；所述确保谐波控制器最大控制频率小于系统穿越频率并以此确定谐波控制器的最高阶数的公式为：k为整数，表示系统应设置的谐波控制器的最高阶数。4.根据权利要求1所述的基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，其特征在于，所述步骤(2)中，THDu瞬时值计算采用如下公式：其中V
g
为总的电网电压有效值，V
o
为基波电压的有效值。5.根据权利要求1所述的基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述THDu限幅值为THDu参考值和THDu限幅比相乘得到的值。6.根据权利要求1所述的基于准被动电网阻抗检测的谐波控制器的调度方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶杰，张智雄，罗欣，唐其鹏，沈安文，徐金榜，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：