[发明专利]基于高频信号注入的并网逆变器电网阻抗辨识方法

摘要

本发明提出了一种基于高频信号注入的并网逆变器电网阻抗辨识方法，首先，利用电压传感器和电流传感器分别测得并网逆变器的电压和桥臂侧电流，通过比例积分控制器对电压和桥臂侧电流进行变换获得调制电压信号；然后，将三相高频电压信号注入调制电压信号中更新并网逆变器的电压，并利用电流传感器测得并网逆变器的电网侧电流，再将更新后的电压和电网侧电流分别代入电压提取模块和电流提取模块；最后，利用改进的复数滤波器提取并网逆变器的电网的高频电压信号和高频电流信号，从而实时求解电网的阻抗值。本发明直接在调制电压信号上叠加三相高频电压信号，确保了高频信号的有效注入，能够提高电网的信噪比，进而提高电网阻抗辨识精度。

主权项

1.一种基于高频信号注入的并网逆变器电网阻抗辨识方法，其特征在于，其步骤如下：S1、利用电压传感器对并网逆变器的电网进行采样得到并网逆变器的线电压u_gab和线电压u_gbc，计算得到三相电网的相电压u_ga、相电压u_gb和相电压u_gc，并将相电压u_ga、相电压u_gb和相电压u_gc变换到两相静止DQ坐标系中，得到电压u_gD和电压u_gQ，并将电压u_gD和电压u_gQ代入锁相环以获得电网的同步角频率ω₀和角度θ₀；S2、利用电流传感器对并网逆变器的桥臂侧电流进行采样获得三相电流i_a、三相电流i_b和三相电流i_c，并将三相电流i_a、三相电流i_b和三相电流i_c变换到两相静止DQ坐标系中，得到两个电流分量分别为电流i_D和电流i_Q，再利用角度θ₀将电流i_D和电流i_Q映射到同步旋转dq坐标系上得到两个电流分量分别为电流i_d和电流i_q；S3、设定电流参考值为电流i_dref和电流i_qref，将电流i_dref、电流i_qref和步骤S2得到的电流i_d、电流i_q经过比例积分控制器得到同步旋转dq坐标系中的调制电压信号u_dref和调制电压信号u_qref，再将调制电压信号u_dref和调制电压信号u_qref变换到两相静止DQ坐标系中得到调制电压信号u_Dref和调制电压信号u_Qref；S4、将步骤S3得到的调制电压信号u_Dref和调制电压信号u_Qref变换到三相静止abc坐标系中，得到三个调制电压信号分别为调制电压信号u_aref、调制电压信号u_bref和调制电压信号u_cref，再将高频信号u_ah、高频信号u_bh和高频信号u_ch分别注入调制电压信号u_aref、调制电压信号u_bref和调制电压信号u_cref得到三相调制电压信号分别为调制电压信号u_ahref、调制电压信号u_bhref和调制电压信号u_chref；S5、将步骤S4得到的调制电压信号u_ahref、调制电压信号u_bhref和调制电压信号u_chref输入到PWM调制单元，输出6路PWM信号，并通过并网逆变器中的控制系统将PWM信号输入到并网逆变器中，更新步骤S1中的电压u_gD和电压u_gQ；S6、将步骤S5得到的电压u_gD和电压u_gQ分别代入u_Dh提取模块和u_Qh提取模块，利用改进的复数滤波器分别对u_Dh提取模块和u_Qh提取模块进行提取操作，获得高频电压信号u_Dh和高频电压信号u_Qh；S7、利用电流传感器对并网逆变器电网侧的电流进行采样得到三相电流i_ga、三相电流i_gb和三相电流i_gc，并将三相电流i_ga、三相电流i_gb和三相电流i_gc变换到两相静止DQ坐标系中，得到两个电流分量分别为电流i_gD和电流i_gQ；S8、将步骤S7得到的电流i_gD和电流i_gQ分别代入i_Dh提取模块和i_Qh提取模块，通过改进的复数滤波器分别对i_Dh提取模块和i_Qh提取模块进行提取操作，获得高频电流信号i_Dh和高频电流信号i_Qh；S9、根据步骤S6得到的高频电压信号u_Dh、高频电压信号u_Qh和步骤S8得到的高频电流信号i_Dh、高频电流信号i_Qh计算并网逆变器的电网的电阻值和电感值进而获得电网的阻抗值。