分析谐波劣化机理的逆变器灰箱宽频域矩阵模型及求解方法

大量参数未知的商用逆变器接入电网,宽频域谐波劣化问题严重,影响自身及其他设备正常运行。基于在线数据和数值分析方法,建立和求解逆变器谐波源和谐波耦合导纳的矩阵模型是解决该问题的关键步骤。文中提出一种灰箱宽频域矩阵模型,并提出基于数值回归拟合的求解方法:首先,利用端口电压、电流频域关系对矩阵模型的具体形式进行推导;然后,将逐步回归算法推广到复数域以求解矩阵模型参数;最后,通过MATLAB/Simulink的逆变器并网仿真系统验证所提模型和算法的有效性。结果表明:所提灰箱宽频域矩阵模型及求解方法可量化逆变器自身谐波源作用、背景谐波电压与并网谐波电流之间的直接耦合及交叉耦合关系,为分析谐波劣化机理提供参考,其精度及求解用时均优于其他模型及其他复数域多元回归算法。

用于谐波劣化分析的并网逆变器阻抗灰箱拟合方法

大规模分布式新能源经逆变器接入配电网,并网逆变器与弱电网间形成复杂交互,谐波劣化问题凸显。谐波劣化分析的关键之一是并网逆变器阻抗模型的建立。白箱阻抗建模需要结构、参数、控制方式等内部信息,黑箱阻抗建模结果一般无物理意义,两种建模方法均存在应用缺陷。为弥补二者的不足,该文以白箱阻抗建模的结果为求解目标,以黑箱阻抗建模的方法为求解途径,通过有理函数逼近算法灰箱拟合并网逆变器阻抗传递函数。首先通过双模式扰动获取离散阻抗数据;然后利用矩阵束改进矢量匹配法,实现初始参数的自动获取,缩短迭代计算耗时;再次基于RT-Lab搭建半实物实时仿真平台,通过对比实验验证该文方法的有效性和优势;最后基于阻抗拟合结果开展谐波劣化分析,验证该文方法的实用性。

并网逆变器dq阻抗灰箱辨识方法与应用

为实现“双碳”目标,并网逆变器大量接入配电网,与弱电网间形成复杂交互,谐波劣化问题凸显。并网逆变器dq阻抗的准确获取是进行谐波劣化分析的关键之一。现有阻抗测量方法存在无法适应并网逆变器运行工作点时变,加窗快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)频域计算存在差异的缺陷。针对这些缺陷,提出一种以白箱建模结果为目标,以黑箱算法为求解途径的灰箱辨识方法,基于并网逆变器端口电压、电流时域数据,对不同运行工作点下的dq阻抗进行在线辨识。首先,在逆变器并网点串联注入多正弦波电压扰动,获取辨识模型所需数据;然后,建立灰箱辨识模型,通过递推最小二乘算法对并网逆变器dq阻抗进行在线辨识;最后,基于RT-LAB搭建半实物实时仿真平台,验证所提方法的有效性。基于阻抗辨识结果,绘制回率矩阵特征函数奈奎斯特曲线,对不同运行工作点下系统相角裕度进行求解,实现所提方法在谐波劣化风险在线评估中的应用。