1.一种无需测量远端弱电网电压的电网阻抗在线估计方法,以三相并网逆变器系统并网为研究对象,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤1:建立三相公共耦合点处的状态空间方程;
步骤2:简化状态空间方程,无需采样远端弱电网电压,以减少采样通道;
步骤3:设计卡尔曼滤波方法在线估计电网阻抗。
2.根据权利要求1所述的一种无需测量远端弱电网电压的电网阻抗在线估计方法,其特征在于,所述步骤1的具体做法为:采样三相公共耦合点电压UPCCx以及并网电流i2x,利用Clarke变换,将三相abc坐标系下的电压以及电流转换至αβ坐标系下,坐标变换公式Tabc‑>αβ如式(1)所示:所建立的公共耦合点处的状态空间方程如式(2)所示:式中,x=a,b,c,i2α、UPCCα和eα分别是ix2、UPCCx和电网电压ex在α轴上的分量;i2β、UPCCβ和eβ分别是ix2、UPCCx和电网电压ex在β轴上的分量;Rg和Lg分别为待估计电网阻抗的电阻以及电感值;ω为电网角频率。
3.根据权利要求1所述的一种无需测量远端弱电网电压的电网阻抗在线估计方法,其特征在于,所述步骤2的具体做法为:并网逆变器的并网电流控制系统中,需要对公共耦合点的电压进行锁相,从而得到电网电压的相位信息,因此,在实际的控制过程中,可以通过锁相环得到的电网相位信息在控制器中构建理想的三相电网电压,这样就无需测量远端弱电网电压,可以减少传统卡尔曼滤波方法的采样通道数,减少计算量和硬件成本;
电网电压ex是一种理想的三相正弦电源,因此,公式(2)中的公共耦合点电压与电网理想电压之差可视为电网阻抗变化引起的公共耦合点电压波动,因此,公式(2)可以转换为公式(3):
式中,ΔUPCCα和ΔUPCCβ分别为公共耦合点电压波动在α轴和β轴上的分量。
4.根据权利要求1所述的一种无需测量远端弱电网电压的电网阻抗在线估计方法,其特征在于,所述步骤3的具体做法为:通过对公式(3)进行离散化,可以得到离散域下的状态空间方程为:式中,Ts为逆变器采样频率,k和k+1分别代表第k时刻和第k+1时刻的采样值;
公式(4)简化表示为
式中,
因此,卡尔曼滤波方法的雅可比矩阵可以表示为:步骤3.1:利用公式 预测初始状态变量步骤3.2:计算误差协方差 其中Gk为雅可比矩阵,Qk‑1为过程噪声协方差矩阵;
步骤3.3:计算卡尔曼增益 其中Rk为测量噪声协方差矩阵;
步骤3.4:计算得到更新后的状态变量 以及更新后的误差协方差步骤3.5:在卡尔曼滤波模块中输入计算的理想电网电压与实际电网电压差值ΔUPCCα、ΔUPCCβ、和并网电流i2α、i2β的初始值,计算的理想电网电压与实际电网电压差值ΔUPCCα、ΔUPCCβ、和并网电流i2α、i2β;
步骤3.6:根据步骤3.1、3.2、3.3、3.4进行计算得出更新后的ΔUPCCα、ΔUPCCβ、和并网电流i2α、i2β;
步骤3.7:继续重步骤3.6,不断进行迭代得到实时更新的ΔUPCCα、ΔUPCCβ、和并网电流i2α、i2β并判断迭代次数K是否大于要求迭代次数N,若K<N则重新采样UPCC点电压及并网电流进行3/2变换、计算出ΔUPCCα、ΔUPCCβ、i2α、i2β再重复步骤3.7,若K>N,则执行下一步骤;
步骤3.8:输出实时更新的ΔUPCCα、ΔUPCCβ、i2α、i2β,实时更新的公共耦合点电压与电网理想电压之差ΔUPCCα、ΔUPCCβ,和并网电流i2α、i2β可以视为是电网电感Lg和电网电阻Rg的变化所引起的PCC点电压、并网电流波动,因此得到更新后的ΔUPCCα、ΔUPCCβ、i2α、i2β可以等同于得到更新后的电网电感Lg和电网电阻Rg。