[发明专利]一种基于LCL滤波器阻尼的电网阻抗检测方法

说明书

本发明涉及一种基于LCL滤波器阻尼的电网阻抗检测方法，属于电网阻抗检测技术。在使用全通滤波器重塑系统相位以保持稳定的基础上，通过重新配置全通滤波器极点以激励系统谐振，采用间谐波算法检测谐振时的电流谐波频率，将该频率与不同电网阻抗下的系统0dB穿越频率进行匹配，即可以实现电网阻抗值的检测，具有针对性强、成本低、效率高，能以较高的阻抗分辨率进行检测的优点，可用来检测电网阻抗以实现系统状态的监控。

技术领域

本发明涉及电网阻抗检测技术，具体涉及一种基于LCL滤波器阻尼法的电网阻抗检测方法。

背景技术

目前，国内外己有大量文献对电网阻抗检测进行了相关研究。根据电网阻抗检测方法扰动方式的不同，可将电网阻抗检测方法分类为主动检测法和被动检测法。

电网阻抗被动测量法不需要向系统中注入扰动信号，只需要利用系统固有的参数信息或者自然负载变化的激励来估测电网阻抗。电网阻抗主动测量法利用逆变器本身的控制器产生扰动，并将扰动主动施加给电网，然后通过采集对应的响应进行信号处理，以提取所需的信息来计算电网阻抗。被动检测法有着测量结果准确性不高，只能测量出开关频率下的阻抗信息以及扰动程度不够强时难以给出正确阻抗估计的缺点。

电网阻抗主动检测法利用逆变器本身的控制器产生扰动，并将扰动主动施加给电网，然后通过采集对应的响应进行信号处理，以提取所需的信息来计算电网阻抗。其根据具体方法的不同，同样有着检测频域范围受限，以及对系统的控制方法有较高要求等问题。

综上所述，常用的电网阻抗方法有着准确性不高，且对系统的控制方法有较高要求等问题。因此，有必要研究一种高效、泛用性较强的电网阻抗检测方法。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于LCL滤波器阻尼的电网阻抗检测方法，以降低系统复杂性、减少整体成本。

技术方案

一种基于LCL滤波器阻尼的电网阻抗检测方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：利用在不同电网阻抗下LCL滤波器系统级联全通滤波器的Bode图，得到不同阻抗下分别使系统幅值裕度最大的全通滤波器，通过配置该全通滤波器得到不同阻抗值下对应幅值裕度最大的全通滤波器，将其制成数据表；

步骤2：通过修改与系统级联的全通滤波器极点，改变系统整体相位穿越频率，使得系统相频-180°穿越频率处的幅值增益大于0dB，根据巴克豪森判据，此时系统会产生自激振荡，检测到对应此时0dB穿越频率的谐波；

步骤3：在配置全通滤波器的极点后，通过使用50Hz分辨率下的离散傅里叶变换DFT对网侧电流进行分析，可以得到各次谐波的幅值；若此时的最大的谐波幅值大于基波幅值的15％，即可认定系统发生自激振荡，将此时配置的全通滤波器极点认定为此时系统阻抗下对应的全通滤波器极点，如果未发生谐振，则继续配置全通滤波器，重复步骤3以激励系统谐振；

步骤4：对50Hz分辨率下的各次谐波幅值进行二次计算，可以得到高分辨率的谐波频率；

步骤5：重复步骤2～4，通过在不断改变对应电网阻抗的同时调整全通滤波器激励系统谐振，将谐振时的谐波频率及其对应的阻抗进行记录，得到在不同阻抗下经全通滤波器激励产生的谐振频率；将全通滤波器参数、系统阻抗和谐振频率三者制成一一对应的数据表；

步骤6：在实际系统中进行应用时首先通过步骤1～4获得谐振时的谐波频率，将该谐波频率与上述步骤5中的数据表进行匹配，得到此时的电网阻抗值。

优选地：步骤4中二次计算如下：

式中：