[发明专利]基于时域减的背景噪声影响下平衡电网阻抗在线辨识方法

权利要求书

1.一种基于时域减的背景噪声影响下平衡电网阻抗在线辨识方法，应用该方法的主电路拓扑结构包括直流侧电压源(10)、三相全桥逆变电路(20)、三相LC滤波器(30)、三相线路阻抗(40)和三相电网(50)，所述直流侧电压源(10)与三相全桥逆变电路(20)连接，三相全桥逆变电路(20)经三相LC滤波器(30)与三相电网阻抗(40)连接后接入三相电网(50)；所述三相电网(50)为三相平衡电网；

其特征在于，所述在线辨识方法定时对背景噪声影响下的电网阻抗进行在线辨识；具体的，记电网基波频率为f_grid、电网基波周期为T_grid，预先设定一个辨识间隔时间T_onecycle，T_onecycle≥5T_grid，辨识间隔时间T_onecycle时间到，启动一轮在线辨识；

记逆变器采样频率为f_sample、一个电网基波周期内采样次数为N，N为正整数，且N＝f_sample/f_grid，记背景噪声影响下待辨识电网阻抗的待辨识频率为f_identify；

一轮在线辨识的步骤如下：

步骤1，辨识间隔时间T_onecycle时间到，持续采样三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压并记为第一轮采样PCC点A相电压U_{PCC_A1}，持续采样流经三相线路阻抗(40)的A相电流并记为第一轮采样PCC点A相电流I_{PCC_A1}；持续对采样得到的第一轮采样PCC点A相电压U_{PCC_A1}进行过零点检测，当检测到第一轮采样PCC点A相电压U_{PCC_A1}过零后，停止过零点检测，进入步骤2；

步骤2，在一个电网基波周期T_grid内，持续采样并记录三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压和流经三相线路阻抗(40)的A相电流N次，分别得到N个三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压的第二轮采样值和N个流经三相线路阻抗(40)的A相电流的第二轮采样值；

在N个三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压的第二轮采样值中，将第i次采样得到的三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压记为第二轮第i次采样PCC点A相电压U_{PCC_A2_i}，其中i＝1,2,3...N，将N个三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压第二轮采样值的集合记为第二轮采样PCC点A相电压U_{PCC_A2}，U_{PCC_A2}＝{U_{PCC_A2_1},U_{PCC_A2_2},...,U_{PCC_A2_N}}；

在N个流经三相线路阻抗(40)的A相电流的第二轮采样值中，将第i次采样得到的流经三相线路阻抗(40)的A相电流记为第二轮第i次采样PCC点A相电流I_{PCC_A2_i}，将N个流经三相线路阻抗(40)的A相电流的第二次采样值的集合记为第二轮采样PCC点A相电流I_{PCC_A2}，I_{PCC_A2}＝{I_{PCC_A2_1},I_{PCC_A2_2},...,I_{PCC_A2_N}}；

步骤3，通过在三相逆变器调制波信号上叠加频率为待辨识频率f_identify的扰动分量，持续向三相电网(50)注入频率为待辨识频率f_identify的电压扰动，持续注入时间达到2个电网基波周期T_grid后，启动步骤4；

步骤4，通过在三相逆变器调制波信号上叠加频率为待辨识频率f_identify的扰动分量，继续向三相电网(50)注入频率为待辨识频率f_identify的电压扰动，继续注入时间为1个电网基波周期T_grid；

在继续注入扰动的同时，即在1个电网基波周期T_grid内，持续采样并记录三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压和流经三相线路阻抗(40)的A相电流N次，分别得到N个三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压的第三轮采样值和N个流经三相线路阻抗(40)的A相电流的第三轮采样值；

在N个三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压的第三轮采样值中，将第i次采样得到的三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压记为第三轮第i次采样PCC点A相电压U_{PCC_A3_i}，将N个三相LC滤波器(30)电容输出端A相电压的第三轮采样值的集合记为第三轮采样PCC点A相电压U_{PCC_A3}，U_{PCC_A3}＝{U_{PCC_A3_1},U_{PCC_A3_2},...,U_{PCC_A3_N}}；

在N个流经三相线路阻抗(40)的A相电流的第三轮采样值中，将第i次采样得到的流经三相线路阻抗(40)的A相电流记为第三轮第i次采样PCC点A相电流I_{PCC_A3_i}，将N个流经三相线路阻抗(40)的A相电流的第三轮采样值的集合记为第三轮采样PCC点A相电流I_{PCC_A3}，I_{PCC_A3}＝{I_{PCC_A3_1},I_{PCC_A3_2},...,I_{PCC_A3_N}}；

第N次计数完成时，停止扰动注入并启动步骤5；

步骤5，记扰动产生的A相电压响应为ΔU_{PCC_A}，ΔU_{PCC_A}＝U_{PCC_A3}-U_{PCC_A2}，记扰动产生的A相电流响应为ΔI_{PCC_A}，ΔI_{PCC_A}＝I_{PCC_A3}-I_{PCC_A2}；

步骤6，对步骤5得到的扰动产生的A相电压响应ΔU_{PCC_A}在待辨识频率f_identify点进行傅里叶分析，求得扰动产生的A相电压响应矢量其中，ΔU_{A_vector}是扰动产生的A相电压响应矢量的模值，是扰动产生的A相电压响应矢量的相角；

对步骤5得到的扰动产生的A相电流响应ΔI_{PCC_A}在待辨识频率f_identify点进行傅里叶分析，求得扰动产生的A相电流响应矢量其中，ΔI_{A_vector}是扰动产生的A相电流响应矢量的模值，是扰动产生的A相电流响应矢量的相角；

步骤7，根据步骤6得到的扰动产生的A相电压响应矢量和扰动产生的A相电流响应矢量计算待辨识频率f_identify的A相电网阻抗值Z_A：

由于三相电网(50)是三相平衡电网，待辨识频率f_identify的B相电网阻抗值Z_B、C相电网阻抗值Z_C的计算式如下：

Z_B＝Z_A＝|Z_B|∠δ_B＝|Z_B|cos(δ_B)+j|Z_B|sin(δ_B)＝R_gB+j2πL_gB

Z_C＝Z_A＝|Z_C|∠δ_C＝|Z_C|cos(δ_C)+j|Z_C|sin(δ_C)＝R_gC+j2πL_gC

其中，|Z_A|为A相电网阻抗值Z_A的模值，δ_A为A相电网阻抗值Z_A的相角，R_gA为A相电网阻抗值Z_A的阻性成分，L_gA为A相电网阻抗值Z_A的感性成分；|Z_B|为B相电网阻抗值Z_B的模值，δ_B为B相电网阻抗值Z_B的相角，R_gB为B相电网阻抗值Z_B的阻性成分，L_gB为B相电网阻抗值Z_B的感性成分；|Z_C|为C相电网阻抗值Z_C的模值，δ_C为C相电网阻抗值Z_C的相角，R_gC为C相电网阻抗值Z_C的阻性成分，L_gC为C相电网阻抗值Z_C的感性成分；j是虚数单位，