直流电压控制并网逆变器的自激扰动阻抗测量方法及装置

本技术涉及阻抗测量，特别涉及一种直流电压控制并网逆变器的自激扰动阻抗测量方法及装置。

背景技术：

1、相关技术中，有旨在调节直流母线电压的控制策略，该策略将直流母线电压额外引入作为并网逆变器控制器的输入。然而，相关技术中，直流母线电压的引入，会带来明显的频率耦合特性，使得并网逆变器的阻抗特性不再是单输入单输出关系，而是多输入多输出关系，同时增加了控制器扰动的输入维度，待求解的传递函数随之增加，提高了求解难度，亟待解决。

技术实现思路

1、本技术提供一种直流电压控制并网逆变器的自激扰动阻抗测量方法及装置，以解决相关技术引入直流母线电压带来明显的频率耦合特性，导致求解难度提高的问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种直流电压控制并网逆变器的自激扰动阻抗测量方法，包括以下步骤：确定直流电压外环控制的并网逆变器的输入信号，以确定所述并网逆变器的频率耦合导纳测量原理；根据所述频率耦合导纳测量原理确定主电路与控制器的传递函数；构建包含直流母线电压扰动项的高维线性无关方程组，利用所述高维线性无关方程组求解所述传递函数，以得到频率耦合导纳矩阵，确定自激扰动阻抗测量结果。

3、基于以上技术手段，本技术实施例通过确定并网逆变器的频率耦合导纳测量原理、主电路与控制器的传递函数，引入多组线性无关的扰动注入，构建高维线性无关方程组，为后续生成频率耦合导纳矩阵提供数学基础，确保计算的可靠性，继而利用高维线性无关方程组求解传递函数，计算频率耦合导纳矩阵，简化计算复杂度，提高计算实时性，同时不依赖外部扰动源，节省硬件成本，且不依赖控制器的内部信息，提升计算的实用性。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，所述构建包含直流母线电压扰动项的高维线性无关方程组，包括：确定扰动信号叠加到对应的采样信号上的扰动分量，以建立所述扰动分量之间的关系式；基于所述关系式进行多次线性无关的扰动注入，以生成扰动注入结果，并构建所述高维线性无关方程组。

5、基于以上技术手段，本技术实施例通过先建立扰动分量之间的关系式，再基于关系式进行多次线性无关的扰动注入，以构建高维线性无关方程组，能够囊括直流母线电压、公共耦合点电压、输出电流中三类扰动的耦合关系，便于后续推导出频率耦合导纳矩阵，无需使用外部扰动源和控制器的内部信息，降低计算成本，确保计算的精度与可靠性。

6、可选地，在本技术的一个实施例中，所述关系式可以但不限于为：

7、，

8、其中，为第一主电路相关的传递函数，为第二主电路相关的传递函数，为在调制部分传递扰动的传递函数，为直流母线电压中的固有扰动分量，为公共耦合点电压在频率为处的固有扰动分量，为在频率为处的固有扰动分量，为输出电流在频率为处的固有扰动分量，为在频率为处的固有扰动分量，为叠加在上频率为的扰动信号，为叠加在上频率为的扰动信号，为叠加在上频率为的扰动信号，为叠加在上频率为的扰动信号，为叠加在上频率为的扰动信号，为第一控制环路相关的传递函数，为第二控制环路相关的传递函数，为第三控制环路相关的传递函数。

9、基于以上技术手段，本技术实施例通过建立扰动分量之间的关系式，能够将叠加在控制环路上的扰动信号，直流母线电压、公共耦合点电压、输出电流的固有扰动分量统一联合表征，为后续构建高维线性无关方程组提供数学基础，有利于实现控制器的传递函数的求解，确保计算的精度与可靠性。

10、可选地，在本技术的一个实施例中，所述利用所述高维线性无关方程组求解所述传递函数，以得到频率耦合导纳矩阵，包括：基于所述高维线性无关方程组，求解所述传递函数；根据所述扰动注入结果计算所述待推导量；基于所述待推导量和所述传递函数，计算所述频率耦合导纳矩阵。

11、基于以上技术手段，本技术实施例通过先根据高维线性无关方程组求解传递函数，并根据扰动注入结果计算待推导量，继而根据待推导量和传递函数计算频率耦合导纳矩阵，无需使用外部扰动源和控制器的内部信息，降低计算成本与计算复杂度，有效提升计算的实用性和实时性。

12、可选地，在本技术的一个实施例中，所述待推导量的计算公式可以但不限于为：

13、，

14、其中，为所述待推导量，为公共耦合点电压的基波分量，为输出电流的基波分量，为滤波电感，为的复数共轭，为拉普拉斯复频域算子，为在频率为处的固有扰动分量，为在频率为处的固有扰动分量，为在频率为处的固有扰动分量，为在频率为处的固有扰动分量，为直流母线电压中的固有扰动分量；

15、所述频率耦合导纳矩阵的计算公式可以但不限于为：

16、，

17、其中，为频率耦合导纳矩阵，为第一主电路相关的传递函数，为第二主电路相关的传递函数，为在调制部分传递扰动的传递函数，为第一控制环路相关的传递函数，为第二控制环路相关的传递函数，为第三控制环路相关的传递函数，为第一等效系数矩阵，为第二等效系数矩阵；

18、所述第一等效系数矩阵和所述第二等效系数矩阵的计算公式可以但不限于为：

19、，

20、其中，为第一等效系数矩阵，为第二等效系数矩阵，)为折算的等效系数，)为折算的等效系数，)为折算的等效系数，)为折算的等效系数。

21、基于以上技术手段，本技术实施例通过建立待推导量的计算公式，能够利用从自激扰动中提取的固有扰动分量，生成待推导量的计算结果，并对计算结果取平均得到待推导量的估计值，根据估计值计算等效系数，从而计算频率耦合导纳矩阵，规避直流母线电容未知无法直接求解的问题，确保计算的可行性和可靠性。

22、本技术第二方面实施例提供一种直流电压控制并网逆变器的自激扰动阻抗测量装置，包括：第一确定模块，用于确定直流电压外环控制的并网逆变器的输入信号，以确定所述并网逆变器的频率耦合导纳测量原理；第二确定模块，用于根据所述频率耦合导纳测量原理确定主电路与控制器的传递函数；测量模块，用于构建包含直流母线电压扰动项的高维线性无关方程组，利用所述高维线性无关方程组求解所述传递函数，以得到频率耦合导纳矩阵，确定自激扰动阻抗测量结果。

23、基于以上技术手段，本技术实施例通过确定并网逆变器的频率耦合导纳测量原理、主电路与控制器的传递函数，引入多组线性无关的扰动注入，构建高维线性无关方程组，为后续生成频率耦合导纳矩阵提供数学基础，确保计算的可靠性，继而利用高维线性无关方程组求解传递函数，计算频率耦合导纳矩阵，简化计算复杂度，提高计算实时性，同时不依赖外部扰动源，节省硬件成本，且不依赖控制器的内部信息，提升计算的实用性。

24、可选地，在本技术的一个实施例中，所述测量模块，包括：建立单元，用于确定扰动信号叠加到对应的采样信号上的扰动分量，以建立所述扰动分量之间的关系式；扰动单元，用于基于所述关系式进行多次线性无关的扰动注入，以生成扰动注入结果，并构建所述高维线性无关方程组。

25、基于以上技术手段，基于以上技术手段，本技术实施例通过先建立扰动分量之间的关系式，再基于关系式进行多次线性无关的扰动注入，以构建高维线性无关方程组，能够囊括直流母线电压、公共耦合点电压、输出电流中三类扰动的耦合关系，便于后续推导出频率耦合导纳矩阵，无需使用外部扰动源和控制器的内部信息，降低计算成本，确保计算的精度与可靠性。

26、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的直流电压控制并网逆变器的自激扰动阻抗测量方法。

27、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的直流电压控制并网逆变器的自激扰动阻抗测量方法。

28、本技术第五方面实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该程序被执行时实现如上的直流电压控制并网逆变器的自激扰动阻抗测量方法。

29、本技术实施例通过确定并网逆变器的频率耦合导纳测量原理、主电路与控制器的传递函数，引入多组线性无关的扰动注入，构建高维线性无关方程组，为后续生成频率耦合导纳矩阵提供数学基础，确保计算的可靠性，继而利用高维线性无关方程组求解传递函数，计算频率耦合导纳矩阵，简化计算复杂度，提高计算实时性，同时不依赖外部扰动源，节省硬件成本，且不依赖控制器的内部信息，提升计算的实用性。由此，解决了相关技术引入直流母线电压带来明显的频率耦合特性，导致求解难度提高的问题。

30、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。