[发明专利]电网阻抗辨识的验证方法及实验装置

说明书

本发明提供了一种电网阻抗辨识的验证方法及实验装置。所述的实验装置结构包括电压源型逆变器(10)、电网阻抗(20)和电网阻抗辨识单元(30)；本实验装置验证电网阻抗辨识的具体操作过程为：扰动信号注入单元(301)向逆变器控制系统中注入扰动信号，通过并网侧电流传感器H_ig和电压传感器H_ug分别采集公共耦合点PCC的电流响应信号i_ga、i_gb、i_gc和电压响应信号u_ga、u_gb、u_gc，并将采集后的信号输入电网阻抗计算单元(305)，计算得到电网阻抗。通过本实验装置可以准确，可靠的验证电网阻抗辨识方法，避免了对电能质量造成不利影响。

技术领域

本发明属于电能质量和控制领域，涉及一种不并网条件下电网阻抗辨识的验证方法及实验装置，在分布式发电研究中，提供一种电网阻抗辨识的验证方法及实验装置。

背景技术

弱电网的主要电气特性之一为高电网阻抗，电网阻抗的增大会改变控制系统受控对象的模型阶数，影响逆变器控制环路增益、带宽和控制性能，对光伏逆变器并网电能质量和稳定运行带来不利影响。因此，精确的电网阻抗信息对逆变器的运行以及光伏并网系统的稳定性来说至关重要。

目前的电网阻抗辨识方法主要可以分为主动注入方式、被动方式和准被动方式。主动注入方式主要通过并网逆变器或附加的电力电子设备向电网注入一定的电压或电流扰动，并对扰动和响应信号进行频率分析以得到各自的频率成分，最后通过计算得到电网阻抗的频域特性。

并网模式下逆变器通常是对并网电流进行控制，此时逆变器可以等效为一个受控电流源。在这种理想情况下，基于小信号等效模型，采用诺顿等效电路，并网逆变器可以视作电流源并联输出阻抗，电网则可以看作理想电压源串联电网阻抗。

然而实际并网条件下，由于并网逆变器公共耦合点PCC附近都会接有非线性设备，这些非线性设备产生的谐波电流流经线路阻抗，使得公共耦合点PCC处的电网电压存在背景谐波。导致并网逆变器输出电流谐波问题比较严重，影响电网阻抗辨识精度。

为获得精确的电网阻抗信息，国内外的专家学者们提出了一些方法，主要有：

题为“A New Method of On-line Grid Impedance Estimation for PVInverter”，Lucian Asiminoaei，Remus Teodorescu，Frede Blaabjerg，2004PowerElectronics Conference and Exposition(APEC)，pp.1527-1533，1-3Jan.2004.(“一种新型光伏逆变器电网阻抗在线辨识方法”，2004年1月1日-1月3日召开的IEEE电力电子会议和博览会收录，第1527-1533页)的文章提出为了避免电网背景谐波的影响，选取电网背景谐波中几乎不存在的非特征次谐波电流作为注入系统的扰动信号，此时可以将电网及背景谐波所等效的电压源看作短路。但是该方法通过注入某一次非特征次谐波只能测得单一频率点的电网阻抗，在需要获得多种不同频率点的电网阻抗信息情况下，需要多次注入不同频率点非特征次谐波，并多次辨识。