[发明专利]外部扰动信号下逆变器并网类电源测量阻抗模型优化方法

权利要求书

1.一种外部扰动信号下逆变器并网类电源测量阻抗模型优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、根据逆变器开关规律进行通道分析，由不同相的电压和电流及其相对关系，能完全确定相关相的电流通过器件的组合，分析得出外部扰动信号进入逆变器的动态通道及其转换规律；

步骤2、对信号通道进行分类：经开关元件直接短路的通道和经开关元件进入直流部分的通道；对经开关元件直接短路的通道，信号到达深度直接判定为仅到达逆变器，与逆变器以后的Boost电路、整流器和同步发电机或光伏电流源的部分无关；对经开关元件进入直流部分的通道，Boost电路中IGBT控制导通时，Boost中二极管呈反向截止状态，此时信号经直流电容流出，不再进入Boost电路；进一步分析信号经过逆变器后的后续通道；

步骤3、根据信号通道分析结果，通过归纳和等值，求得逆变器并网类电源的外部测量阻抗特性；

步骤4、在外部测量阻抗特性基础上，进行动态时变阻抗向恒态阻抗的转化。

2.根据权利要求1中所述的一种外部扰动信号下逆变器并网类电源测量阻抗模型优化方法，其特征在于，所述阻抗模型优化方法鉴于孤岛和正常运行时均有三相结构对称性，A、B相间电气量和参数已足够反映其整体阻抗特性，采取外部扰动信号注入于系统公共耦合点方式。

3.根据权利要求1中所述的一种外部扰动信号下逆变器并网类电源测量阻抗模型优化方法，其特征在于，所述阻抗模型优化方法的基础为：

(1)与原系统电流相比，外部注入信号小，按照叠加原理叠加在原系统大电流之上，不影响原电流的正负和原有通断控制规律；

(2)所关心频段范围内，电力电子器件视为理想器件，即通态视为短路，断态视为开路。

4.根据权利要求1中所述的一种外部扰动信号下逆变器并网类电源测量阻抗模型优化方法，其特征在于，所述步骤1中，通道分析原理和方法为：

步骤101、基于同一相上下桥臂的互补导通控制原理和直流电容的电位钳制作用，得某桥臂中的IGBT的通断控制完全对应于其所在的该桥臂整体的电流通断，即：IGBT控制导通时，则该桥臂必有电流通过，但通过器件不定；IGBT控制关断时，则该桥臂也必无电流通过，其IGBT和续流二极管都是断态，从而由该相PWM电压控制确定该相中桥臂整体的电流通断；

步骤102、在步骤101基础上，基于桥臂中二极管的续流作用，由某相瞬时电流方向，进一步确定该桥臂中的具体电流通过器件为IGBT还是续流二极管；

步骤103、基于步骤101、步骤102的单相分析方法，由不同相的电压和电流及其相对关系，能完全确定相关相的电流通过器件的组合，从而得到扰动信号的通道路径及其变换规律。

5.根据权利要求1中所述的一种外部扰动信号下逆变器并网类电源测量阻抗模型优化方法，其特征在于，所述步骤2中，信号经过逆变器后的后续通道的分析方法如下：

Boost电路中IGBT控制关断时，二极管呈导通状态，流过大的直流充电电流；扰动信号电流叠加在直流大电流之上，将通过二极管、经Boost电路到达整流器；再根据整流器中上下桥臂互补导电控制和三相瞬时电压相互的电位钳制作用，扰动信号电流将叠加在大的整流电流上，经上面三个整流桥臂中正在导通的一个和下面三个中正在导通的一个，从整流器到达同步发电机中与这两个导通桥臂对应的两相。

6.根据权利要求1中所述的一种外部扰动信号下逆变器并网类电源测量阻抗模型优化方法，其特征在于，所述步骤3中，求得逆变器并网类电源的外部测量阻抗特性的方法为：以步骤1、步骤2中通道分析及归类为基础，基于三相对称性和理想开关器件原则，并利用电路中续流电感L值和稳压电容C值将使在一定频率ω下感抗X_L＝ωL_dc远大于容抗X_C＝1/ωC_dc的特征，进行支路等值处理，C_dc为直流稳压电容，L_dc为Boost中续流电感，等值后得到以X_C＝1/ωC_dc和0两种阻抗状态快速交替变化的阻抗特性，外部测量阻抗特性实质上呈现为逆变器部分的阻抗特性。

7.根据权利要求1中所述的一种外部扰动信号下逆变器并网类电源测量阻抗模型优化方法，其特征在于，所述步骤4中，采用高频扰动信号成分，使高频下容抗X_C趋同于0阻抗状态，从而将动态时变阻抗特性，转换为简单且实用的恒态阻抗特性。