一種光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，所述方法通過在并網(wǎng)逆變器控制器輸入端所用的量測(cè)信號(hào)上施加擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外環(huán)控制參數(shù)的分步辨識(shí)，解決了以往無法解決的控制參數(shù)可辨識(shí)性問題，能夠有效提高參數(shù)辨識(shí)的精度。并且，在耦合電感參數(shù)可以直接測(cè)量的情況下，本發(fā)明方法在整個(gè)參數(shù)辨識(shí)過程中不必使用優(yōu)化算法，能夠有效提高參數(shù)辨識(shí)的效率和準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能發(fā)電領(lǐng)域，目前以光伏發(fā)電為主，且以大容量光伏電站接入輸電網(wǎng)為主要形式，未來分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)或組成微網(wǎng)也有巨大的發(fā)展空間。
[0003]光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏面板和并網(wǎng)逆變器組成。光伏面板輸出的電壓受光照強(qiáng)度影響較大，是不穩(wěn)定的直流電，必須通過逆變器將直流電變換為電壓、頻率穩(wěn)定的交流電才能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。在研究并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的交互影響時(shí)，準(zhǔn)確的光伏發(fā)電系統(tǒng)模型是必不可少的。光伏面板模型方面已有較多的研究成果；并網(wǎng)逆變器的原理和模型結(jié)構(gòu)清晰，但其動(dòng)態(tài)性能主要取決于其控制參數(shù)的取值。目前，光伏發(fā)電系統(tǒng)的建模工作主要集中在逆變器模型的測(cè)試上，尤其是逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方面。由于逆變器生產(chǎn)廠家眾多，逆變器控制參數(shù)辨識(shí)的工作量巨大。
[0004]光伏面板輸出的電壓受光照強(qiáng)度影響較大，是不穩(wěn)定的直流電，必須通過逆變器將直流電變換為電壓、頻率穩(wěn)定的交流電以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)?，F(xiàn)有光伏并網(wǎng)逆變器一般采用雙閉環(huán)控制，即采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。電壓型三相橋式電壓源逆變電路的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中直流側(cè)電容C的兩端連接光伏面板的輸出端，Vd。是電容C兩端電壓，id。是電容輸出電流；10是光伏面板的輸出電流；ig為注入逆變器的電流；T1~T6為IGBT開關(guān)管；ea、eb和e。為并網(wǎng)側(cè)的電壓；ua、ub和U。為三相整流橋輸入電壓，ia、ib和i。為輸入電流。
[0005]并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型
[0006]對(duì)于直流電容:.
【權(quán)利要求】
1.一種光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)利用階躍擾動(dòng)和正弦擾動(dòng)分別辨識(shí)電壓外環(huán)控制器的比例系數(shù)Kpu和積分系數(shù)Kiu； 2)利用正弦擾動(dòng)分別辨識(shí)電流內(nèi)環(huán)控制器的比例系數(shù)Kp1、積分系數(shù)Κπ，與耦合電感參數(shù)L的比值； 3)測(cè)量逆變器中濾波電感和升壓變壓器的實(shí)際電感值，再按照步驟2)中的比值分別計(jì)算電流內(nèi)環(huán)控制器的比例系數(shù)Kpi和積分系數(shù)Κπ，若無法直接測(cè)量，則對(duì)虛擬電壓量測(cè)信號(hào)施加三相跌落擾動(dòng)，用PSO算法計(jì)算出耦合電感參數(shù)L的數(shù)值，再根據(jù)所得的耦合電感參數(shù)L以及步驟2)中的比值計(jì)算比例系數(shù)Kp1、積分系數(shù)Κπ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，其特征在于，所述步驟I)中首先采用大功率直流穩(wěn)壓電源替代光伏面板，并網(wǎng)側(cè)電壓和電流取真實(shí)量測(cè)信號(hào)，設(shè)定虛擬量測(cè)信號(hào)Vd。= Vd。—％，再啟動(dòng)逆變器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，其特征在于，接著設(shè)定虛擬量測(cè)信號(hào)Vd。疊加持續(xù)時(shí)間T、幅度為AVdcl的短時(shí)階躍擾動(dòng)；根據(jù)擾動(dòng)后的穩(wěn)態(tài)電流 idQ = Kiu Δ VdclT 計(jì)算出 Kra。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，其特征在于，再次設(shè)定虛擬量測(cè)信號(hào)Vd。疊加幅度為Λ Vde2、頻率f = 2Hz的正弦變化擾動(dòng)；根據(jù)實(shí)測(cè)電流id求出 KPUsin (4 t) = (id_id。)/ Δ Vdc2+^ (cos4 π t_l)/4 π ,對(duì)求出含諧波曲線 KPUsin (4 π t)做FFT (快速傅里葉變換)，2Hz分量的幅值即為KPU。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，其特征在于，所述步驟2)中屏蔽并網(wǎng)側(cè)電壓和電容電壓的量測(cè)信號(hào)變化，對(duì)虛擬并網(wǎng)側(cè)電流量測(cè)信號(hào)疊加幅度為Α、頻率f = 2Hz的q軸分量正弦擾動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏并網(wǎng)`逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，其特征在于，接著對(duì)扣除穩(wěn)態(tài)直流分量id(l后的實(shí)測(cè)含諧波id變化曲線做FFT。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏并網(wǎng)逆變器控制參數(shù)的辨識(shí)方法，其特征在于，在前述FFT結(jié)果中的直流分量即為AKn/4 JiL ;對(duì)于2Hz分量，在t = 0.125s時(shí)刻的數(shù)值即為AKip/L0
【文檔編號(hào)】H02M7/48GK103840695SQ201410069347
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】金宇清, 鞠平, 潘學(xué)萍, 孫黎霞, 陳謙 申請(qǐng)人:河海大學(xué)