一種基于逆變器的電網(wǎng)阻抗在線檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)阻抗在線檢測(cè)方法，尤其是涉及一種基于逆變器的電網(wǎng)阻抗 在線檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器的性能和電網(wǎng)阻抗密切相關(guān)，當(dāng)電網(wǎng)阻抗較高時(shí)， 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會(huì)變得不穩(wěn)定，特別是在弱電網(wǎng)的情況下。而且，電網(wǎng)阻抗隨著時(shí)間和電網(wǎng)運(yùn) 行狀態(tài)的變化而變化，因此精確的電網(wǎng)阻抗在線測(cè)量是實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器在弱電網(wǎng)場(chǎng)合下高 性能自適應(yīng)控制的關(guān)鍵技術(shù)，此外，對(duì)電網(wǎng)阻抗的測(cè)量與分析還可以快速地檢測(cè)出電網(wǎng)的 故障?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)提出了一些可行的方法，目前的電網(wǎng)阻抗測(cè)量方法主要有主動(dòng)測(cè)量方式 和被動(dòng)測(cè)量方式。主動(dòng)測(cè)量方式如注入諧波、功率擾動(dòng)等，可以實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的測(cè)量電網(wǎng)阻 抗，但這些都需向系統(tǒng)注入擾動(dòng)，通過(guò)擾動(dòng)信息獲得電網(wǎng)阻抗值。被動(dòng)測(cè)量方式不需向逆變 器引入擾動(dòng)，但現(xiàn)有的很多被動(dòng)方式都存在計(jì)算量偏大且精度不高的問(wèn)題，而且很難做到 快速性和準(zhǔn)確性的兼顧。總的來(lái)說(shuō)，目前普遍使用的電網(wǎng)阻抗檢測(cè)方法均存在以下問(wèn)題：
[0003] 1.電網(wǎng)阻抗影響逆變器的穩(wěn)定性，其大小與逆變器的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)密切相關(guān)；
[0004] 2.電網(wǎng)阻抗隨著時(shí)間和電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化而變化；
[0005] 3.傳統(tǒng)的測(cè)量方式大多是離線測(cè)量或者需要額外的硬件電路；
[0006] 4.電網(wǎng)阻抗的主動(dòng)測(cè)量方式，如功率擾動(dòng)、注入諧波等，測(cè)量精度較高，但是需要 加入擾動(dòng)量，大規(guī)模并網(wǎng)下的特性還需要進(jìn)一步研究；
[0007] 5.電網(wǎng)阻抗的被動(dòng)測(cè)量方式會(huì)有計(jì)算量大，測(cè)量精度不高的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種操作方便、測(cè)量 精度高、對(duì)電能質(zhì)量影響低的基于逆變器的電網(wǎng)阻抗在線檢測(cè)方法。
[0009] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種基于逆變器的電網(wǎng)阻抗在線檢 測(cè)方法，包括以下步驟：
[0010] (1)逆變器同步并網(wǎng)后，采用軸壓調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)所述的逆壓器輸出電壓幅值，同時(shí) 調(diào)節(jié)逆壓器輸出頻率使其與電網(wǎng)頻率始終保持一致，并采集兩個(gè)狀態(tài)下的PCC點(diǎn)的電壓值
[0011] ⑵計(jì)算電網(wǎng)阻抗值。
[0012] 所述的步驟⑴中，逆變器的輸出電壓幅值調(diào)節(jié)過(guò)程如下：逆變器的輸 出電壓幅值采用開(kāi)環(huán)控制，將逆變器等效成一個(gè)受控電壓源，則其輸出電壓幅值為
通過(guò)調(diào)整V1Yt)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值，
[0013] 其中，V1Yt)為電壓調(diào)整軸，Era為電壓參考值,Knml為比例調(diào)節(jié)系數(shù)，Θ為逆變器 輸出相角。
[0014] 所述的步驟⑴中，逆變器的輸出頻率調(diào)節(jié)過(guò)程如下：逆變器的輸出頻率 采用閉環(huán)控制，把電網(wǎng)頻率和逆變器的輸出頻率的交叉乘積量作為控制量v d(t)= VgSin ( Θ g- Θ J，逆變器的輸出電壓的頻率為
通過(guò)調(diào)整 V2*⑴調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的頻率，
[0015] 其中，ω。。為頻率參考值，K f和K nu2均為比例調(diào)節(jié)系數(shù)，<(〇為頻率調(diào)整軸，Θ 逆變器輸出相角。
[0016] 所述的步驟（2)具體為：根據(jù)公式（1)計(jì)算出電網(wǎng)阻抗Zii，
[0018] 其中，Zg為電網(wǎng)阻抗，F(xiàn)wri、分別為不同狀態(tài)下 PCC點(diǎn)的電壓值， /pca' /per!為、另偽$胃pcc點(diǎn)、白勺電流值，rA#曜且手允#斷直，L A#曜且手允# 感值。
[0019] 所述的步驟（1)中，將采集到的兩個(gè)狀態(tài)下的PCC點(diǎn)的電壓值JZpfri、|/ pcr2和電 流值Tfea、/icr2分解成相應(yīng)的電壓直軸分量、電流直軸分量、電壓交軸分量和電流交軸 分量，并用兩個(gè)狀態(tài)下的電壓直軸分量、電流直軸分量、電壓交軸分量和電流交軸分量分別 作差得到電壓直軸分量之差A(yù) Vd、電流直軸分量之差A(yù)Id、電壓交軸分量之差A(yù)Vq和電流 交軸分量之差△ Iq，則電網(wǎng)阻抗還可以這樣計(jì)算：
[0023] 其中，Zg為電網(wǎng)阻抗，Rg為電網(wǎng)阻抗電阻值，L g為電網(wǎng)阻抗電感值。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] (1)本發(fā)明在電壓控制型并網(wǎng)逆變器的基礎(chǔ)上，僅通過(guò)對(duì)逆變器輸出電壓幅值輕 微擾動(dòng)，來(lái)測(cè)量電網(wǎng)阻抗，與傳統(tǒng)的電能質(zhì)量擾動(dòng)相比，引入的擾動(dòng)小，引入的諧波分量小， 對(duì)電能質(zhì)量的影響低；
[0026] (2)本發(fā)明不需增加額外的設(shè)備，電網(wǎng)阻抗測(cè)量作為并網(wǎng)逆變器的一種工作模式， 同時(shí)也可應(yīng)用于孤島檢測(cè)；
[0027] (3)傳統(tǒng)的電能質(zhì)量擾動(dòng)測(cè)量精度受到電能質(zhì)量變化量的影響，本發(fā)明通過(guò)控制 逆變器輸出電壓幅值來(lái)間接控制電能質(zhì)量，而對(duì)電壓幅值可以實(shí)現(xiàn)精確控制，從而使得測(cè) 量精度更高；
[0028] (4)本發(fā)明可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)阻抗的大小，在電網(wǎng)阻抗突變的情況下也可以快速 準(zhǔn)確的測(cè)量出電網(wǎng)阻抗；
[0029] (5)本發(fā)明擾動(dòng)量引入簡(jiǎn)單、控制電路易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本申請(qǐng)逆變器輸出頻率的控制框圖；
[0031] 圖2為基于軸壓調(diào)節(jié)的電壓控制型逆變器的等效電路圖；
[0032] 圖3為本申請(qǐng)電網(wǎng)阻抗的等效模型；
[0033] 圖4為本申請(qǐng)逆變器的輸出電壓有效值；
[0034] 圖5為本申請(qǐng)逆變器的輸出電流；
[0035] 圖6為本申請(qǐng)PCC點(diǎn)電壓的直軸分量；
[0036] 圖7為本申請(qǐng)PCC點(diǎn)電壓的交軸分量；
[0037] 圖8為本申請(qǐng)PCC點(diǎn)電流的直軸分量；
[0038] 圖9為本申請(qǐng)PCC點(diǎn)電流的交軸分量；
[0039] 圖10為本申請(qǐng)電網(wǎng)阻抗電阻值躍變時(shí)的仿真波形；
[0040] 圖11為本申請(qǐng)電網(wǎng)阻抗電感值躍變時(shí)的仿真波形。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0042] 一種基于逆變器的電網(wǎng)阻抗在線檢測(cè)方法，包括以下步驟：
[0043] (1)逆變器同步并網(wǎng)后，采用軸壓調(diào)節(jié)法，通過(guò)電壓調(diào)整軸和頻率調(diào)整軸獨(dú)立控制 所述的逆壓器輸出電壓幅值和輸出頻率，改變電壓參考值，使PCC點(diǎn)的電壓和電流值發(fā)生 變化，同時(shí)采集兩個(gè)狀態(tài)下