【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻抗测量，尤其涉及一种基于prbs宽频扰动注入的阻抗测量方法。
技术介绍
1、随着全球对减少碳排放、应对气候变化的共识日益增强，风能、太阳能等可再生能源的开发利用已成为时代潮流。然而，新能源发电并网系统的振荡特性(如频率、阻尼)受到多变流器聚合效应以及电网众多参数、风光荷储等外部条件的影响，这些影响因素具有复杂性、大范围时变性和强非线性等特征，进一步增强了振荡现象的不确定性，对系统的稳定运行构成了严重威胁。故对新能源发电系统进行稳定性分析是确保电网可靠供电的关键，而建立新能源发电系统的阻抗模型是稳定性分析的重要环节，建立阻抗模型的前提是获取系统的阻抗特性，而通过阻抗测量就能够获得系统在不同频率下的阻抗特性。因此，阻抗测量技术的不断创新和发展，将为新能源发电系统的宽频振荡抑制、控制特性优化等工作提供更优的技术路线。
2、目前，阻抗测量主要有两类方法，第一种是无扰动测量方法，即利用待测端口产生的固有谐波将其作为扰动信号，通过测量这些谐波信号的幅值和相位关系，估测出待测对象的阻抗特性。但该方法的缺点是由于注入的谐波不可控，会存在各次谐波幅值分布不均的问题，并且无法做到全频段谐波注入，因此测量精度有所欠缺。第二种是外加扰动注入测量方法，这种方法是通过向待测系统注入外部扰动信号，并测量系统对该扰动的响应，从而计算出系统的阻抗。这种方法的优点是可以自主选择扰动信号，在阻抗测量中，测量的快速性是一大重要性能指标，而选取宽频带的扰动信号进行阻抗测量能够实现最快一次注入就能获取待测系统的阻抗特性。而现有的扰动信号中运用最
3、即在众多扰动注入信号中，采用单正弦扫频法，具有最高的测量精度，但是测量效率低，相比之下多正弦信号具有较好的频谱特性设计能力但其峰值约束较困难，而方波信号具有较高测量精度的频段相对较窄，当测量频段较宽时，通过一组方波信号可能难以保证在整个测量频段都有足够的测量精度。因此，为了弥补目前运用较多的扰动信号进行阻抗测量的局限性，运用新型的具有宽频带且各频率分量上都有足够扰动幅值的伪随机二进制序列进行阻抗测量对提高测量精度和测量效率都具有重要意义。
技术实现思路
1、为解决单正弦信号作为扰动信号进行阻抗测量时测量效率低，而方波信号在全频段的频谱信息分布不均匀，具有高频衰减特性，使其运用于阻抗测量时欠缺测量精度的技术问题，本专利技术实施例提供一种基于prbs宽频扰动注入的阻抗测量方法。
2、本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
3、本专利技术实施例提供了一种基于prbs宽频扰动注入的阻抗测量方法，方法包括：
4、确定宽频带扰动信号基础参数；
5、根据所述宽频带扰动信号基础参数生成prbs信号；所述prbs信号作为宽频带阻抗测量装置中后级侧单相h桥dc/ac变换器电压环指令值，经双极性spwm多电平调制来控制单相h桥变换器的功率器件导通与关断，以使所述宽频带阻抗测量装置向所述待测系统提供扰动电压；所述宽频带阻抗测量装置以串联的形式接入待测系统与母线之间；
6、在所述扰动电压稳定运行的时间段内，对所述待测系统的电压与电流响应进行采样，根据采样的电压与电流响应计算所述待测系统的阻抗。
7、在一实施例中，所述宽频带扰动信号基础参数包括宽频带扰动信号的阶次和初始序列以及选取移位寄存器中需要进行异或逻辑运算的两位初始值。
8、在一实施例中，根据所述宽频带扰动信号基础参数生成prbs信号，包括：
9、利用线性移位寄存器根据所述宽频带扰动信号基础参数按照如下规则生成prbs信号：
10、将所述宽频带扰动信号的阶次作为初始序列的位数，设置初始序列；所述初始序列为0和1所组成的二值序列；
11、选取所述最后一位和倒数第二位线性移位寄存器的值进行异或逻辑运算，得到新的线性移位寄存器的输入位并右移，反复迭代直至生成所述阶次的prbs信号。
12、在一实施例中，所述prbs信号的信号周期序列长度为2的阶次幂减1。
13、在一实施例中，所述prbs信号具体用于作为所述宽频带阻抗测量装置后级侧单相h桥dc/ac变换器的交流侧电压指令值，与单相h桥dc/ac变换器交流测实际电压作差，获得电压误差量；所述电压误差量经过电压环控制所得值经限幅环节后与增益指数相乘，再经过双极性正弦脉宽调制，得到宽频带阻抗测量装置后级单相h桥开关管控制信号；所述宽频带阻抗测量装置后级单相h桥开关管控制信号用于控制单相h桥功率器件的导通与关断。
14、在一实施例中，所述电压环控制的传递函数为：
15、
16、其中，kp为准电压环控制的比例系数，ki为电压环控制的积分系数，s为拉普拉斯变换中的复变量。
17、在一实施例中，根据采样的电压与电流响应计算所述待测系统的阻抗，包括：
18、根据采样的电压值与电流值利用如下计算式计算所述待测系统的阻抗：
19、
20、其中，fp为扰动频率，z[fp]为对应频率分量下的阻抗，vp[fp]为对电压响应vp进行快速傅里叶变换后得到的频率分量，ip[fp]为电压响应ip进行快速傅里叶变换后得到的频率分量。
21、本实施例方案具有如下有益效果：
22、本实施例采用的是prbs信号。prbs信号是一种伪随机二进制序列，其频谱类似于白噪声，频谱成分广泛分布，且幅度在较宽的频带内分布均匀。利用prbs信号作为扰动信号，结合宽频带阻抗测量装置进行阻抗测量，一方面，扰动信号的幅值足够大，能削弱噪声干扰的影响；另一方面，prbs信号的宽频带特性使得其作为扰动信号进行阻抗测量时可一次性测得多个频率下的阻抗特性，满足宽频带阻抗测量的高效性与准确性要求。
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1.一种基于PRBS宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于PRBS宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，所述宽频带扰动信号基础参数包括宽频带扰动信号的阶次和初始序列以及选取移位寄存器中需要进行异或逻辑运算的两位初始值。
3.根据权利要求2所述的基于PRBS宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，根据所述宽频带扰动信号基础参数生成PRBS信号，包括：
4.根据权利要求3所述的基于PRBS宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，所述PRBS信号的信号周期序列长度为2的阶次幂减1。
5.根据权利要求1所述的基于PRBS宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，所述PRBS信号具体用于作为所述宽频带阻抗测量装置后级侧单相H桥DC/AC变换器的交流侧电压指令值，与单相H桥DC/AC变换器交流测实际电压作差，获得电压误差量；所述电压误差量经过电压环控制所得值经限幅环节后与增益指数相乘，再经过双极性正弦脉宽调制，得到宽频带阻抗测量装置后级单相H桥开关管控制信号；所述宽频带阻抗测量装置后级单相H桥开关管
6.根据权利要求5所述的基于PRBS宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，所述电压环控制的传递函数为：
7.根据权利要求1所述的基于PRBS宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，根据采样的电压与电流响应计算所述待测系统的阻抗，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于prbs宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于prbs宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，所述宽频带扰动信号基础参数包括宽频带扰动信号的阶次和初始序列以及选取移位寄存器中需要进行异或逻辑运算的两位初始值。
3.根据权利要求2所述的基于prbs宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，根据所述宽频带扰动信号基础参数生成prbs信号，包括：
4.根据权利要求3所述的基于prbs宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于，所述prbs信号的信号周期序列长度为2的阶次幂减1。
5.根据权利要求1所述的基于prbs宽频扰动注入的阻抗测量方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕东，邓冰清，陈励勤，曹世骧，戴志豪，谢永豪，谢志为，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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