[发明专利]一种基于PRBS扰动注入的电网阻抗在线辨识方法及装置

权利要求书

1.一种基于PRBS扰动注入的电网阻抗在线辨识装置，主要由并网逆变器、电流环控制器、采样装置和阻抗辨识单元组成，其特征在于：所述并网逆变器与电流环控制器相连，在并网稳定情况下可利用并网逆变器向电网进行PRBS扰动的注入，在PRBS信号注入过程中，内置输出电压THD反馈控制器以确保逆变器输出电压的THD值小于5%；所述采样装置连接电网PCC处，对PCC处的电压和电流进行采样和记录；所述阻抗辨识单元将采样装置所得数据进行DFT分析，并可对该采样周期下的电压和电流各谐波分量的幅值和相位取平均值，利用所得到的PRBS扰动激励与电压响应各谐波分量的幅值和相位平均值，计算出电网阻抗的频率序列；本装置采用最小二乘曲线拟合方法对电网阻抗进行预测，提高在高频段的辨识精度。

2.根据权利要求1所述的辨识装置，其特征在于：所述并网逆变器为单相并网逆变器，向电网进行PRBS扰动的注入方式为在电流环控制器的参考输入中叠加。

3.根据权利要求1所述的辨识装置，其特征在于：所述并网逆变器为三相并网逆变器，向电网进行PRBS扰动的注入方式为在电流环控制器的d轴参考输入中叠加。

4.使用权利要求1所述的辨识装置进行电网阻抗在线辨识的方法，基本步骤如下：

（1）在并网逆变器电流环控制器的幅值参考输入中，增加PRBS扰动信号通道，进行PRBS扰动的周期性叠加；其中，PRBS扰动信号的频率为电网基频的频率或根据具体要求自行设置，比特位数N可根据测量精度的要求自行选择在5-11之间的任意整数；PRBS扰动信号的幅值为逆变器额定输出的10%以下；

（2）并网逆变器输出叠加PRBS扰动信号，周期性进行PRBS扰动信号注入和停止PRBS扰动信号注入，使得逆变器周期处于含扰动与无扰动的两个稳定状态；

（3）采样装置分别在含扰动与无扰动的两个稳定状态对PCC点的输出电压和输出电流进行测量与采样，随后阻抗辨识单元对采样结果进行离散傅里叶分析取得电压和电流的频域序列，对频域序列进行矢量差值运算，取得各频率下的PRBS激励扰动及其对电网引起的电压响应，并求得该时段的电网阻抗值；同时对含扰动状态下的电压进行总谐波畸变分析得到逆变器输出电压的THD值，保证输出电压的THD5%；

（4）该装置内置程序将步骤（2）至（3）周期进行，不断实时的更新测量得到的电网阻抗频率特性，完成电网阻抗的在线辨识。

5.根据权利要求4所述的辨识方法，其特征在于：所述并网逆变器为单相并网逆变器，步骤（1）所述PRBS扰动的叠加方式为PRBS扰动信号在电流环控制器的参考输入中叠加。

6.根据权利要求4所述的辨识方法，其特征在于：所述并网逆变器为三相并网逆变器，步骤（1）所述PRBS扰动的叠加方式PRBS扰动信号在电流环控制器的d轴参考输入中叠加。

7.根据权利要求4所述的辨识方法，其特征在于：所述并网逆变器输出叠加PRBS扰动信号的周期可选取为5个电网波形，周期即为0.1s。