一種用于多輸入多輸出不對稱系統(tǒng)的電網(wǎng)阻抗實時辨識方法與流程

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多輸入多輸出系統(tǒng)的實時阻抗辨識方法。

背景技術(shù)：

實時辨識阻抗可以大致分為參數(shù)化和非參數(shù)化方法，非參數(shù)頻域方法在電網(wǎng)阻抗辨識和穩(wěn)定性分析中廣泛應(yīng)用。和參數(shù)化方法不同，非參數(shù)方法需要假設(shè)一個系統(tǒng)模型，并且僅僅選擇一個激勵。將激勵注入電網(wǎng)并利用它辨識電網(wǎng)阻抗。在穩(wěn)態(tài)時，測量電流和電壓響應(yīng)并進(jìn)行傅里葉變換分析。

隨著氣候的改變和化石燃料的限制，分布式發(fā)電越來越受歡迎，逆變器輸出阻抗和電網(wǎng)阻抗之間的不匹配導(dǎo)致二者之間的諧波響應(yīng)是一個很主要的問題。近幾年的研究都顯示，通過測量電網(wǎng)和逆變器的阻抗可以避免不穩(wěn)定的情況，并且基于這些參數(shù)來改變逆變器的設(shè)計參數(shù)。根據(jù)辨識技術(shù)，可分為離線辨識和在線辨識，離線阻抗辨識不能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因為電網(wǎng)和逆變器的阻抗是實時變化的。近幾年的研究也越來越傾向于實時阻抗辨識，實時阻抗辨識相比離線阻抗辨識速度更快。因此，需要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于多輸入多輸出系統(tǒng)的實時阻抗辨識的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中離線辨識穩(wěn)定性不足的問題，并縮短了測量時間。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

步驟1，通過電流傳感器分別獲得pcc點三相入網(wǎng)電流ia,ib,ic；

步驟2，在dsp中采集到的三相電流ia，ib，ic進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的電流，即id,iq：

步驟3，產(chǎn)生具有兩個信號的正交二進(jìn)制序列：

原始信號的產(chǎn)生(d軸注入信號)：dibs信號幅值在1和-1兩個值之間切換，令ab(t)為周期性實數(shù)二進(jìn)制序列。a幅值，則其k次諧波的傅立葉變換表達(dá)式為

所設(shè)計的dibs序列信號定義為：

借助matlab仿真軟件，對優(yōu)化問題進(jìn)行求解，并將特定頻率下的序列以碼表的形式存儲在dsp中，以便注入時調(diào)用。

q軸注入?yún)⒖夹盘栃蛄械纳桑禾砑幽?序列01010……到原始信號中形成q軸輸入?yún)⒖夹盘柕臄_動，以碼表的形式存儲在dsp中，以便注入時調(diào)用。

步驟4，同時將正交二進(jìn)制序列通過數(shù)字獲得單元注入電網(wǎng)電流d軸和q的參考電流中；

步驟5，測量電網(wǎng)電壓和電流頻率響應(yīng)并將其分解為正序和負(fù)序分量，分解公式如下：

電流響應(yīng)的分解：

其中p，n分別代表正序和負(fù)序，a＝e^j2π/3

因為ic＝-ia-ib，引入矩陣：

則有：

電壓響應(yīng)的分解：

由vca＝-vab-vbc，引入矩陣：

于是，電壓成分的正負(fù)序可簡化為：

步驟6，對于正負(fù)序耦合的阻抗成分，有：

即得電網(wǎng)阻抗：

其中，x，y分別代表兩個正交二進(jìn)制序列注入的響應(yīng)。

本發(fā)明的有益效果為：(1)解決了現(xiàn)有離線辨識不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題；(2)設(shè)計合理、使用性強(qiáng)、操作簡單；(3)相對于傳統(tǒng)的單輸入/單輸出測量技術(shù)，克服系統(tǒng)動態(tài)特性變化的缺點；縮短了測量時間。

附圖說明

圖1為實時阻抗辨識裝置的框圖。

圖2為阻抗辨識方法步驟流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，直流電壓源經(jīng)過三相并網(wǎng)逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電經(jīng)過濾波裝置后并電網(wǎng)中，電流傳感器采集入網(wǎng)電流信息，電壓傳感器采集入網(wǎng)電壓信息。

本發(fā)明的辨識方法通過將采集到的入網(wǎng)電流進(jìn)行坐標(biāo)變換為dq坐標(biāo)下的電流量，將正交二進(jìn)制序列通過dsp同時注入d、q軸的參考電流處，分析電網(wǎng)電流和電壓響應(yīng)，分別將其分解為正負(fù)序成分，根據(jù)電流電壓響應(yīng)的正負(fù)序分量得到電網(wǎng)阻抗。

結(jié)合圖2所示，為本發(fā)明的辨識步驟，辨識過程詳述如下：

步驟1，通過電流傳感器獲得pcc點三相入網(wǎng)電流ia,ib,ic；

步驟2，在dsp中將采集到的三相電流ia,ib,ic進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的電流，即id,iq；

步驟3，產(chǎn)生具有兩個信號的正交二進(jìn)制序列：

原始信號的產(chǎn)生(d軸注入信號)：dibs信號幅值在1和-1兩個值之間切換，令ab(t)為周期性實數(shù)二進(jìn)制序列。a為幅值，則其k次諧波的傅立葉變換表達(dá)式為：

所設(shè)計的dibs序列信號定義為：

借助matlab仿真軟件，對優(yōu)化問題進(jìn)行求解，并將特定頻率下的序列以碼表的形式存儲在dsp中，以便注入時調(diào)用。

q軸注入?yún)⒖夹盘栃蛄械纳桑禾砑幽?序列01010……到原始信號中形成q軸輸入?yún)⒖夹盘柕臄_動，以碼表的形式存儲在dsp中，以便注入時調(diào)用。

步驟4，同時將正交二進(jìn)制序列通過數(shù)字獲得單元注入電網(wǎng)d軸和q軸的參考電流；

步驟5，測量電網(wǎng)電壓和電流頻率響應(yīng)并將其分解為正序和負(fù)序分量(假設(shè)三相逆變器零序分量是無窮，即電網(wǎng)連接方式為三線制)，分解公式如下：

電流響應(yīng)的分解：

p，n分別代表正序和負(fù)序；

因為ic＝-ia-ib，引入矩陣：

則有：

電壓響應(yīng)的分解：

由vca＝-vab-vbc，引入矩陣：

于是，電壓成分的正負(fù)序可簡化為：

步驟6，對于正負(fù)序耦合的阻抗成分，有：

即得電網(wǎng)阻抗：

其中，x，y分別代表兩個正交二進(jìn)制序列注入的響應(yīng)。

上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理和最佳實施例，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。