[发明专利]基于多正弦波信号注入的并网逆变器频率耦合阻抗特性提取方法

权利要求书

1.一种基于多正弦波信号注入的并网逆变器频率耦合阻抗特性提取方法，包括如下步骤：

(1)设计基于模型预测控制策略的阻抗测量装置，将并网逆变器通过该阻抗测量装置接入电网；

(2)根据阻抗测量装置的低阻抗特性，将并网逆变器的频率耦合导纳特性分解为四个单入单出的子导纳模型；具体地，即根据以下反映并网逆变器频率耦合阻抗特性的表达式将导纳矩阵Y分解成四个子导纳元素；

其中：Y₁₁、Y₁₂、Y₂₁和Y₂₂分别为四个子导纳元素，I_p和V_p分别为向并网逆变器注入正序扰动电压时所产生与其同频率的电流分量和电压分量，I_p2和V_p2分别为与I_p和V_p关于基频对称的耦合频率电流分量和耦合频率电压分量，I_n和V_n分别为向并网逆变器注入负序扰动电压时所产生与其同频率的电流分量和电压分量，I_n2和V_n2分别为与I_n和V_n关于基频对称的耦合频率电流分量和耦合频率电压分量，f₀为基频；

(3)选用多正弦波信号作为扰动信号，并对该信号所包含的频率、幅值以及初始相位进行合理配置；

(4)根据扰动信号通过控制阻抗测量装置向并网逆变器注入扰动电压，然后对其交流端口的电压电流波形进行FFT分析，提取得到V_p、I_p、V_p2、I_p2、V_n、I_n、V_n2、I_n2，进而通过以下公式计算出Y₁₁、Y₁₂、Y₂₁和Y₂₂四个子导纳元素；

从而组成得到反映并网逆变器频率耦合阻抗特性的导纳矩阵Y。

2.根据权利要求1所述的并网逆变器频率耦合阻抗特性提取方法，其特征在于：所述阻抗测量装置采用背靠背三相全桥逆变结构，其包含一个网侧逆变器和一个测量端口逆变器，两个逆变器通过直流侧相互连接，网侧逆变器的交流侧接电网，测量端口逆变器的交流侧通过滤波电感接新能源发电设备的并网逆变器，且滤波电感与并网逆变器之间挂接有RC滤波电容支路；所述模型预测控制策略在dq域上实现，测量端口逆变器的输出电压参考信号表达式如下：

其中：m_d(k)和m_q(k)分别为k时刻测量端口逆变器输出电压参考信号的d轴分量和q轴分量，u_d(k)和u_q(k)分别为k时刻并网逆变器输出电压的d轴分量和q轴分量，L为滤波电感的电感值，T_s为测量端口逆变器的开关周期，i_d(k+1)^*和i_q(k+1)^*分别为k+1时刻滤波电感电流参考信号的d轴分量和q轴分量，ω₀为基频角速度，i_d(k)和i_q(k)分别为k时刻滤波电感电流的d轴分量和q轴分量，k为自然数。

3.根据权利要求2所述的并网逆变器频率耦合阻抗特性提取方法，其特征在于：所述滤波电感电流参考信号d轴分量i_d(k+1)^*和q轴分量i_q(k+1)^*的表达式如下：

其中：R为RC滤波电容支路中的电阻值，C为RC滤波电容支路中的电容值，U_{d_ref}和U_{q_ref}分别为阻抗测量装置输出电压参考值的d轴分量和q轴分量，i_od(k)和i_oq(k)分别为k时刻并网逆变器输出电流的d轴分量和q轴分量，i_od(k-1)和i_oq(k-1)分别为k-1时刻并网逆变器输出电流的d轴分量和q轴分量。