[發明專利]一種基于逆變器的電網阻抗分析方法及系統

在審

• 申請號: 202210836176.5
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115166370A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 陳浩;徐通通
• 申請（專利權）人: 山東卓文信息科技有限公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08;G01R23/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于逆變器的電網阻抗分析系統，屬于電力電子領域，本發明首先采集在電網阻抗較大變化的情況下而產生的突變波動圖，并獲取公共耦合點處的三相電流信號和三相電壓信號，通過對三相電流信號和三相電壓信號進行信號模擬和疊加，使其信號頻率圖逼近突變波動圖，最后提取滿足預設最優曲線變化范圍后的信號頻率圖，并根據其對應疊加后的三相電流信號和三相電壓信號進行電網阻抗計算，實現了對電網阻抗的高效獲取，其相較于現有電網阻抗分析方法，無需從外界注入諧波信號，分析處理速度快，且分析精度較高，能夠合理的為控制并網逆變器提供快速而又精準數據支持，有利于實現并網逆變器在弱電網場合下高性能自適應控制。

技術領域

本發明涉及電力電子領域，尤其涉及一種基于逆變器的電網阻抗分析方法及系統。

背景技術

近年來，隨著石油煤炭等資源的日益緊缺以及不穩定價格因素，致使包括光伏、風電、潮汐能和儲能在內的各種分布式新能源發電設備形成微電網，并通過大量并網逆變器大量接入現有大電網中(如圖2所示)，然而，大量存在的并網逆變器會對分布式發電系統的電能質量和系統穩定性造成深刻影響；在分布式發電系統中，并網逆變器的性能同電網阻抗密切相關，而電網阻抗隨著時間和電網運行狀態的變化而變化，因此精確的電網阻抗分析是實現并網逆變器在弱電網場合下高性能自適應控制的關鍵技術。

目前，現有的電網阻抗分析方法主要包括主動檢測分析方法和被動檢測分析方法兩大類，主動檢測分析方法一般利用逆變器向PCC(公共耦合點)注入諧波電流，根據采集到的PCC的諧波電壓和電流計算電網阻抗值，該方法需要逆變器輸出諧波電流，實用性較低，且缺乏實時性，而被動檢測分析方法根據PCC的自身電壓和電流變量實時估計電網阻抗值，其利用系統固有的資源，無需從外界注入諧波信號，對電網的穩定性影響較小，具有較高應用性，但現有的被動檢測分析方法存在處理速度慢，且分析精度較低的問題，導致其并沒有得到廣泛應用，因此，如何利用系統固有的資源高效的對電網阻抗進行分析，以合理的為控制并網逆變器提供快速而又精準數據支持，進而實現并網逆變器在弱電網場合下高性能自適應控制成為當下研究重點。

因此，亟需新的一種電網阻抗分析方法以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，而提出的一種基于逆變器的電網阻抗分析方法及系統。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于逆變器的電網阻抗分析系統，包括第一數據采集模塊、第二數據采集模塊、仿真模擬模塊和電網阻抗分析計算模塊；

其中，所述仿真模擬模塊包括仿真疊加模塊和條件判斷模塊；

所述第一數據采集模塊用于采集在電網阻抗較大變化的情況下而產生的突變波動圖；

所述第二數據采集模塊用于根據所述突變波動圖采集電網中并網逆變器在n個公共耦合點處的三相電流信號和三相電壓信號；

所述仿真模擬模塊用于根據所述三相電流信號和三相電壓信號進行信號模擬分析處理；

所述仿真疊加模塊用于將采集到所述三相電壓信號通過預構建模擬平臺進行信號模擬，同時通過所述預構建模擬平臺進行信號疊加，并進行傅里葉變換，以獲取信號頻率圖；

所述條件判斷模塊用于在信號疊加模擬過程中實時判斷所述信號頻率圖與所述突變波動圖是否滿足預設最優曲線變化范圍，以獲取模擬分析處理結果；

所述電網阻抗分析計算模塊用于根據所述模擬分析處理結果提取對應信號頻率圖，并基于其提取對應疊加后的三相電流信號和三相電壓信號，同時根據其計算出電網阻抗；

所述電網阻抗計算公式如下：

式中：Z為電網阻抗，E為電網電壓，U為M次疊加后的三相電壓信號，I為M次疊加后的三相電流信號。