【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变流器端口谐波抑制控制，具体涉及一种变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法及系统。
技术介绍
1、目前，随着新能源并网系统、智能配网装备的大规模使用，电力电子并网设备的装机容量逐年增加，配网中扰动源含量逐步增加，扰动频段逐步拓宽。变流器自身的特性、复杂网络架构的特性以及多种用电设备的谐波很容易引起变流器端口输出电能质量恶化，从而向电网中注入大量谐波。如何保证电力电子设备在宽频段潜在扰动风险中保持电流输出波形稳定，如何将电力电子设备的端口阻抗进行对应频点的强化与重塑，相关研究变得日益重要。
2、传统的保证变流器输出谐波电流处于低水平范围的方案主要为：一类方法为在关键公共连接点处添加有源电力滤波器，通过主动输出反向谐波电流或者补偿谐波电压，保证关键节点处电网谐波含量处于较低水平，但这种方案需要额外添加设备，成本较高且可能引入新的扰动风险；另一类方法为通过有源阻尼、前馈等方法对变流器的宽频段端口阻抗进行重塑，从而保证变流器在宽频段扰动下能够保证自身输出电流的稳定，但该类方案控制复杂，且往往无法同时实现低、中、高频段的输出谐波电流抑制，应用并不广泛；第三种方法为通过在电流内环中添加对应频点的谐振控制器，在相应频点处添加高增益并形成闭环控制，从而实现对应频点的输出谐波电流抑制，但该类方案往往只能添加固定指定频率点的谐振控制器，若对全频段主要谐波点添加谐振控制，则计算量过大，往往无法在数字控制器中实现。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，包括以下步骤：
4、s1、以固定步长tthd对变流器三相输出电流的总谐波畸变率进行监测与计算，得到检测时刻的幅值thd，将变流器三相输出电流总谐波畸变率的幅值thd与国家标准要求上限5％的80％进行对比；
5、s2、当幅值thd大于国家标准要求上限5％的80％时，对变流器输出电流进行频谱分析，得到各次电流谐波含量i25、i50、i75、i100…ifs/2，并与国家标准中各次电流谐波限值的50％进行对比，输出超越各次电流谐波限值的谐波频率k1、k2、k3…；
6、s3、对步骤s2得到的各次电流谐波限值谐波频率k1、k2、k3…设置对应的数字控制器谐波抑制谐振控制器；
7、s4、利用扰动观测法，以固定步长trms对步骤s3设置的数字控制器谐波抑制谐振控制器的系数kk1、kk2、kk3…进行迭代；
8、s5、在扰动观测过程中，当步骤s4得到的数字控制器谐波抑制谐振控制器系数kk1、kk2、kk3…中某系数调节至kr0/10以内，将对应系数清零，并删除对应谐波抑制谐振控制器，退出对应次数的谐波抑制。
9、具体的，步骤s1中，设置固定步长tthd为1s，。
10、具体的，步骤s2中，频谱计算步长为25hz，计算频段范围为0-fs/2，其中，fs为变流器开关频率。
11、进一步的，超越各次电流谐波限值的谐波频率k1设置为350hz。
12、具体的，步骤s3中，设置数字控制器谐波抑制谐振控制器如下：
13、
14、其中，hi(s)为逆变器电流内环控制器的传递函数，kp与ki分别为变流器工作时电流环在旋转系下的比例积分系数或静止系下的比例谐振系数；kk1、kk2、kk3…分别为谐波抑制谐振控制器系数。
15、进一步的，谐波抑制谐振控制器系数的初值设置为非零固定值kr0，谐波抑制谐振控制器系数k350的初值设置为100。
16、进一步的，在电流内环中添加谐振控制器时，外界电压扰动vg(s)至变流器输出电流il(s)的传递函数为：
17、
18、其中，l为示波器电感值，t(s)为变流器电流环环路增益值。
19、具体的，步骤s4中，每个步长周期trms内检测并计算谐波频率k1、k2、k3…对应的变流器输出谐波电流幅值ik1、ik2、ik3…，当某频率谐波幅值大于国家标准中各次电流谐波限值的10％，在对应步长周期trms结束时将对应频率的谐振控制器系数增加kchange；当某频率谐波幅值小于国家标准中各次电流谐波限值的20％，则在对应步长周期trms结束时将对应频率的谐振控制器系数减小kchange。
20、进一步的，每个步长周期trms内每个谐波抑制谐振控制器执行且仅执行上述两个操作中的一个。
21、第二方面，本专利技术实施例提供了一种变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的系统，包括：
22、对比模块，以固定步长tthd对变流器三相输出电流的总谐波畸变率进行监测与计算，得到检测时刻的幅值thd，将变流器三相输出电流总谐波畸变率的幅值thd与国家标准要求上限5％的80％进行对比；
23、分析模块，当幅值thd大于国家标准要求上限5％的80％时，对变流器输出电流进行频谱分析，得到各次电流谐波含量i25、i50、i75、i100…ifs/2，并与国家标准中各次电流谐波限值的50％进行对比，输出超越各次电流谐波限值的谐波频率k1、k2、k3…；
24、设置模块，对分析模块得到的各次电流谐波限值谐波频率k1、k2、k3…设置对应的数字控制器谐波抑制谐振控制器；
25、迭代模块，利用扰动观测法，以固定步长trms对设置模块设置的数字控制器谐波抑制谐振控制器的系数kk1、kk2、kk3…进行迭代；
26、抑制模块，在扰动观测过程中，当迭代模块得到的数字控制器谐波抑制谐振控制器系数kk1、kk2、kk3…中某系数调节至kr0/10以内，将对应系数清零，并删除对应谐波抑制谐振控制器，退出对应次数的谐波抑制。
27、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
28、变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，通过定时tthd计算变流器输出电流总谐波畸变率thd，能够避免持续计算thd过度占用数字控制器的运算能力；以输出电流总谐波畸变率thd为条件而判断自适应选择进行谐波抑制的频次，能够避免对所有频次进行谐波抑制占用大量计算资源；通过设计扰动观测法自适应调节谐波抑制谐振控制器系数，并在系数值较低时自动切除谐波抑制谐振控制器，实现了对变流器输出谐波的自适应调节，并实现了在谐波扰动源消失时的控制算法的自动切除，从而避免对计算资源的浪费。经过上述三步计算资源的选择与调节，能够在数字控制器中利用有限的计算资源对变流器宽频段输出谐波电流进行有效抑制，实现了宽频段的变流器端口阻抗自适应调节。
29、进一步的，固定步长tthd设置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，步骤S1中，设置固定步长TTHD为1s。
3.根据权利要求1所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，步骤S2中，频谱计算步长为25Hz，计算频段范围为0-fs/2，其中，fs为变流器开关频率。
4.根据权利要求3所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，超越各次电流谐波限值的谐波频率k1设置为350Hz。
5.根据权利要求1所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，步骤S3中，设置数字控制器谐波抑制谐振控制器如下：
6.根据权利要求5所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，谐波抑制谐振控制器系数的初值设置为非零固定值Kr0，谐波抑制谐振控制器系数K350的初值设置为100。
7.根据权利要求5所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，在电流
8.根据权利要求1所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，步骤S4中，每个步长周期TRMS内检测并计算谐波频率k1、k2、k3…对应的变流器输出谐波电流幅值Ik1、Ik2、Ik3…，当某频率谐波幅值大于国家标准中各次电流谐波限值的10％，在对应步长周期TRMS结束时将对应频率的谐振控制器系数增加Kchange；当某频率谐波幅值小于国家标准中各次电流谐波限值的20％，则在对应步长周期TRMS结束时将对应频率的谐振控制器系数减小Kchange。
9.根据权利要求8所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，每个步长周期TRMS内每个谐波抑制谐振控制器执行且仅执行上述两个操作中的一个。
10.一种变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，步骤s1中，设置固定步长tthd为1s。
3.根据权利要求1所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，步骤s2中，频谱计算步长为25hz，计算频段范围为0-fs/2，其中，fs为变流器开关频率。
4.根据权利要求3所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，超越各次电流谐波限值的谐波频率k1设置为350hz。
5.根据权利要求1所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，步骤s3中，设置数字控制器谐波抑制谐振控制器如下：
6.根据权利要求5所述的变流器自适应抵御网侧宽频段随机定频扰动的方法，其特征在于，谐波抑制谐振控制器系数的初值设置为非零固定值kr0，谐波抑制谐振控制器系数k350的初值设置为100。
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓华，茶建华，李家浩，任建宇，杨子阳，王官攀，李龙赢，王倩，蔡静，杨笠，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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