[发明专利]一种基于逆变器的电网阻抗分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于逆变器的电网阻抗分析系统，属于电力电子领域，本发明首先采集在电网阻抗较大变化的情况下而产生的突变波动图，并获取公共耦合点处的三相电流信号和三相电压信号，通过对三相电流信号和三相电压信号进行信号模拟和叠加，使其信号频率图逼近突变波动图，最后提取满足预设最优曲线变化范围后的信号频率图，并根据其对应叠加后的三相电流信号和三相电压信号进行电网阻抗计算，实现了对电网阻抗的高效获取，其相较于现有电网阻抗分析方法，无需从外界注入谐波信号，分析处理速度快，且分析精度较高，能够合理的为控制并网逆变器提供快速而又精准数据支持，有利于实现并网逆变器在弱电网场合下高性能自适应控制。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种基于逆变器的电网阻抗分析方法及系统。

背景技术

近年来，随着石油煤炭等资源的日益紧缺以及不稳定价格因素，致使包括光伏、风电、潮汐能和储能在内的各种分布式新能源发电设备形成微电网，并通过大量并网逆变器大量接入现有大电网中(如图2所示)，然而，大量存在的并网逆变器会对分布式发电系统的电能质量和系统稳定性造成深刻影响；在分布式发电系统中，并网逆变器的性能同电网阻抗密切相关，而电网阻抗随着时间和电网运行状态的变化而变化，因此精确的电网阻抗分析是实现并网逆变器在弱电网场合下高性能自适应控制的关键技术。

目前，现有的电网阻抗分析方法主要包括主动检测分析方法和被动检测分析方法两大类，主动检测分析方法一般利用逆变器向PCC(公共耦合点)注入谐波电流，根据采集到的PCC的谐波电压和电流计算电网阻抗值，该方法需要逆变器输出谐波电流，实用性较低，且缺乏实时性，而被动检测分析方法根据PCC的自身电压和电流变量实时估计电网阻抗值，其利用系统固有的资源，无需从外界注入谐波信号，对电网的稳定性影响较小，具有较高应用性，但现有的被动检测分析方法存在处理速度慢，且分析精度较低的问题，导致其并没有得到广泛应用，因此，如何利用系统固有的资源高效的对电网阻抗进行分析，以合理的为控制并网逆变器提供快速而又精准数据支持，进而实现并网逆变器在弱电网场合下高性能自适应控制成为当下研究重点。

因此，亟需新的一种电网阻抗分析方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种基于逆变器的电网阻抗分析方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于逆变器的电网阻抗分析系统，包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、仿真模拟模块和电网阻抗分析计算模块；

其中，所述仿真模拟模块包括仿真叠加模块和条件判断模块；

所述第一数据采集模块用于采集在电网阻抗较大变化的情况下而产生的突变波动图；

所述第二数据采集模块用于根据所述突变波动图采集电网中并网逆变器在n个公共耦合点处的三相电流信号和三相电压信号；

所述仿真模拟模块用于根据所述三相电流信号和三相电压信号进行信号模拟分析处理；

所述仿真叠加模块用于将采集到所述三相电压信号通过预构建模拟平台进行信号模拟，同时通过所述预构建模拟平台进行信号叠加，并进行傅里叶变换，以获取信号频率图；

所述条件判断模块用于在信号叠加模拟过程中实时判断所述信号频率图与所述突变波动图是否满足预设最优曲线变化范围，以获取模拟分析处理结果；

所述电网阻抗分析计算模块用于根据所述模拟分析处理结果提取对应信号频率图，并基于其提取对应叠加后的三相电流信号和三相电压信号，同时根据其计算出电网阻抗；

所述电网阻抗计算公式如下：

式中：Z为电网阻抗，E为电网电压，U为M次叠加后的三相电压信号，I为M次叠加后的三相电流信号。