一种用于多输入多输出不对称系统的电网阻抗实时辨识方法

摘要

本发明公开了一种多输入多输出不对称系统的电网阻抗实时辨识方法，包括：通过电流传感器获得PCC点三相入网电流；在DSP中分别将采集到的三相电流i

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种多输入多输出系统的实时阻抗辨识方法。

背景技术

实时辨识阻抗可以大致分为参数化和非参数化方法，非参数频域方法在电网阻抗辨识和稳定性分析中广泛应用。和参数化方法不同，非参数方法需要假设一个系统模型，并且仅仅选择一个激励。将激励注入电网并利用它辨识电网阻抗。在稳态时，测量电流和电压响应并进行傅里叶变换分析。

随着气候的改变和化石燃料的限制，分布式发电越来越受欢迎，逆变器输出阻抗和电网阻抗之间的不匹配导致二者之间的谐波响应是一个很主要的问题。近几年的研究都显示，通过测量电网和逆变器的阻抗可以避免不稳定的情况，并且基于这些参数来改变逆变器的设计参数。根据辨识技术，可分为离线辨识和在线辨识，离线阻抗辨识不能够保证系统的稳定性，因为电网和逆变器的阻抗是实时变化的。近几年的研究也越来越倾向于实时阻抗辨识，实时阻抗辨识相比离线阻抗辨识速度更快。因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明提出了一种基于多输入多输出系统的实时阻抗辨识的方法，解决了现有技术中离线辨识稳定性不足的问题，并缩短了测量时间。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现。

步骤1，通过电流传感器分别获得PCC点三相入网电流i_a,i_b,i_c；

步骤2，在DSP中采集到的三相电流i_a，i_b，i_c进行坐标变换，得到两相旋转坐标下的电流，即i_d,i_q：

步骤3，产生具有两个信号的正交二进制序列：

原始信号的产生(d轴注入信号)：DIBS信号幅值在1和-1两个值之间切换，令Ab(t)为周期性实数二进制序列。A幅值，则其k次谐波的傅立叶变换表达式为

所设计的DIBS序列信号定义为：

借助Matlab仿真软件，对优化问题进行求解，并将特定频率下的序列以码表的形式存储在DSP中，以便注入时调用。

q轴注入参考信号序列的生成：添加模2序列01010……到原始信号中形成q轴输入参考信号的扰动，以码表的形式存储在DSP中，以便注入时调用。

步骤4，同时将正交二进制序列通过数字获得单元注入电网电流d轴和q的参考电流中；

步骤5，测量电网电压和电流频率响应并将其分解为正序和负序分量，分解公式如下：

电流响应的分解：

其中p，n分别代表正序和负序，a＝e^j2π/3

因为i_c＝-i_a-i_b，引入矩阵：

则有：

电压响应的分解：

由v_ca＝-v_ab-v_bc，引入矩阵：

于是，电压成分的正负序可简化为：

步骤6，对于正负序耦合的阻抗成分，有：

即得电网阻抗：

其中，x，y分别代表两个正交二进制序列注入的响应。

本发明的有益效果为：(1)解决了现有离线辨识不能保证系统稳定性的问题；(2)设计合理、使用性强、操作简单；(3)相对于传统的单输入/单输出测量技术，克服系统动态特性变化的缺点；缩短了测量时间。

附图说明

图1为实时阻抗辨识装置的框图。

图2为阻抗辨识方法步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，直流电压源经过三相并网逆变器，将直流电转换为三相交流电经过滤波装置后并电网中，电流传感器采集入网电流信息，电压传感器采集入网电压信息。

本发明的辨识方法通过将采集到的入网电流进行坐标变换为dq坐标下的电流量，将正交二进制序列通过DSP同时注入d、q轴的参考电流处，分析电网电流和电压响应，分别将其分解为正负序成分，根据电流电压响应的正负序分量得到电网阻抗。

结合图2所示，为本发明的辨识步骤，辨识过程详述如下：

步骤1，通过电流传感器获得PCC点三相入网电流i_a,i_b,i_c；

步骤2，在DSP中将采集到的三相电流i_a,i_b,i_c进行坐标变换，得到两相旋转坐标下的电流，即i_d,i_q；

步骤3，产生具有两个信号的正交二进制序列：

原始信号的产生(d轴注入信号)：DIBS信号幅值在1和-1两个值之间切换，令Ab(t)为周期性实数二进制序列。A为幅值，则其k次谐波的傅立叶变换表达式为：

所设计的DIBS序列信号定义为：

借助Matlab仿真软件，对优化问题进行求解，并将特定频率下的序列以码表的形式存储在DSP中，以便注入时调用。

q轴注入参考信号序列的生成：添加模2序列01010……到原始信号中形成q轴输入参考信号的扰动，以码表的形式存储在DSP中，以便注入时调用。

步骤4，同时将正交二进制序列通过数字获得单元注入电网d轴和q轴的参考电流；

步骤5，测量电网电压和电流频率响应并将其分解为正序和负序分量(假设三相逆变器零序分量是无穷，即电网连接方式为三线制)，分解公式如下：

电流响应的分解：

p，n分别代表正序和负序；

因为i_c＝-i_a-i_b，引入矩阵：

则有：

电压响应的分解：

由v_ca＝-v_ab-v_bc，引入矩阵：

于是，电压成分的正负序可简化为：

步骤6，对于正负序耦合的阻抗成分，有：

即得电网阻抗：

其中，x，y分别代表两个正交二进制序列注入的响应。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。