[发明专利]光伏并网逆变器交流输出线路阻抗在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对光伏并网逆变器交流输出线路阻抗进行在线计算检测的方法。

背景技术

对一个理想的并网系统而言，系统的各个参数都是固定的，能量通过并网逆变器注入内阻无穷小的电网，通过逆变器的合理设计，可以保证并网系统的正常工作。但实际的并网系统中，理想电网并不存在，由于传输线路上的杂散参数影响，使得电网的等效阻抗不为零，如果阻抗过大，会导致系统带宽降低，稳定性降低，因而阻抗影响不可忽视。因此，实际应用中，电网阻抗检测技术必不可少。

而目前的光伏发电系统，多以大型光伏电站为主，在电站设计中，考虑电网阻抗主要以配电变压器阻抗模型为基础，如申请号为201310450339的发明专利中公开的方法，主要通过以实际的逆变器并联台数及拓扑结构参数，计算配电变压器上的电网阻抗，然后根据设计的并网逆变器控制系统，将计算的电网阻抗考虑进去，通过控制系统开环传递函数幅相频率特性来设计控制系统。该方案的电网阻抗检测实际是一种离线式测量方案，在规模集中、具有配电变压器、并网模型统一的场合（如图6所示）具有较好效果。但随着分布式光伏并网逐渐成为趋势，分布式光伏电站具有的规模小、无变压器、逆变器并联台数不一且拓扑各异、低压大电流并网、并网点众多、电网阻抗各异的特点，使得离线测量电网阻抗变得愈发困难。目前常用方法为逐个测量每一并网点阻抗，但该方案耗费大量人力时间，针对分布式电站并不实用。针对一般的分布式的应用场合，如图4所示，可以通过扰动逆变器输出电压的方式来检测逆变器并网传输线路的阻抗，这实际是一种在线式检测方法，其在面对恒压源输入的分布式并网逆变器有较好的效果。但光伏并网逆变器（如图5所示）输入为光伏面板，其输入特性曲线为PV曲线如图1，如果使用输出扰动的方式，可能导致输入输出不匹配，严重时会导致逆变器工作不稳。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于分布式光伏并网逆变器使用的在线阻抗检测方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种光伏并网逆变器交流输出线路阻抗在线检测方法，用于在线检测实现光伏面板发电并网的光伏并网逆变器所并入的电网的阻抗，所述的阻抗在线检测方法包括

（1）所述的光伏并网逆变器上电并工作后，获取所述的光伏面板的P/U曲线；

（2）获取所述的光伏面板的P/U曲线后，等待所述的光伏并网逆变器追踪到所述的光伏面板发电的最大功率点时获得其电压U_max，并采样此刻所述的光伏逆变器的交流输出电压和交流输出电流，分别为第一交流电压V_ac1和第一交流电流I_ac1；

（3）根据所获得的光伏面板的P/U曲线，选择阈值电压ΔU，并使所述的光伏面板的工作电压变化为U_max+ΔU，待所述的光伏并网逆变器工作稳定后，采样此刻所述的光伏逆变器的交流输出电压和交流输出电流，分别为第二交流电压V_ac2和第二交流电流I_ac2；

（4）计算ΔV_ac=V_ac2-V_ac1和ΔI_ac=I_ac2-I_ac1，并根据ΔV_ac和ΔI_ac分别计算电压和电流的各次谐波幅值和相位，再根据电流的各次谐波幅值、相位以及相应的电压的各次谐波幅值和相位，利用欧姆定律计算出所述的光伏并网逆变器的输出阻抗X，即为所述的光伏并网逆变器所并入的电网的阻抗。

步骤（1）中，通过扫描方式获得所述的光伏面板的输入P/U曲线。

具体为，在每个计算周期ΔT内，使所述的光伏面板的电压按预设的步长V_step减小，并按照扫描频率记录所述的计算周期ΔT内所述的光伏面板的若干个电压以及功率，从而获得所述的P/U曲线。

步骤（3）中，根据所述的光伏面板的最大功率确定所述的阈值电压ΔU。

步骤（4）中，利用坐标坐标变换和快速傅立叶变换计算电压和电流的各次谐波幅值和相位。

优选的，重复步骤（3）、（4）而获得个所述的输出阻抗X，利用数值分析方法，获得精确的输出阻抗。