一种光伏逆变器参数辨识装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种光伏逆变器参数辨识装置，该光伏逆变器参数辨识装置与被测光伏逆变器并联，包括：直流电压传感器、三相交流电流互感器、三相交流电压互感器、数据处理器、参数辨识器；被测光伏逆变器的直流侧连接直流电压传感器，交流侧连接三相交流电流互感器和三相交流电压互感器；直流电压传感器、三相交流电流互感器和三相交流电压互感器的输出端连接数据处理器的输入端口；数据处理器对数据进行处理后将数据传输至参数辨识器，参数辨识器辨识出该光伏逆变器的参数。本发明提供的一种装置，无需外接其他设备，解决不同型号光伏逆变器参数未知的问题。
【专利说明】一种光伏逆变器参数辨识装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏发电【技术领域】，具体涉及一种光伏逆变器参数辨识装置。
【背景技术】
[0002]随着全社会对能源和环境问题的持续关注，可再生能源的开发利用呈现出加速发展的趋势。太阳能资源丰富，取之不尽、用之不竭，无需运输，无噪声，是一种清洁的可再生能源。1839年法国物理学家贝克勒尔发现了光伏效应，随后人们根据光伏效应发明了光伏电池，它能够将光能直接转换为电能。目前，地面光伏系统大量使用的是硅太阳能电池，例如单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池。在能量转换效率方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。为了提高光伏发电功率，将多组光伏电池经过串联和并联后组成光伏阵列。由于光伏阵列只能发出直流电能，因此需要通过逆变器将直流电能变换成交流电，该过程称为逆变。逆变器是一种由电力电子开关器件组成的电气装置，它能够通过控制开关器件的导通或关断，实现将直流电变换成交流电。逆变器常常使用绝缘栅双极晶体管(Insulated-Gate Bipolar Transistor, IGBT)作为功率开关管，并米用脉宽调制(PulseWidth Modulation, PWM)技术改变功率开关管的导通和关断时间，这种技术可以提高逆变器的控制性能并降低电路的谐波含量，改善电能质量。
[0003]根据输出端是否连接公用电网，光伏发电可以被分为离网型光伏发电和并网型光伏发电。离网型光伏发电不连接公用电网，一般应用在偏远农牧地区或者家庭用户。并网型光伏发电通过逆变器将电能传输至电网，大型光伏电站大都是并网型光伏发电。在我国西部地区，日照时间长并且气候干燥少雨，太阳能资源非常丰富，已建设了许多大规模光伏发电站，并网型光伏电站的总装机容量超过一百万千瓦。大规模的光伏电站接入电网后，为了分析并网光伏电站对电网的影响，迫切需要建立合适的光伏电站模型。
[0004]其中，不同型号的逆变器具有不同的模型参数，因此需要根据实验数据来辨识逆变器的模型参数，即光伏逆变器参数辨识。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术的不足，提供一种光伏逆变器参数辨识装置，所述光伏逆变器参数辨识装置包括:直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2)、三相交流电压互感器(3)、数据处理器(4)、参数辨识器(5)；
[0006]所述光伏逆变器的直流侧连接所述直流电压传感器(1)，交流侧连接所述三相交流电流互感器(2)和所述三相交流电压互感器(3)；
[0007]所述直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2 )和三相交流电压互感器(3 )的输出端连接所述数据处理器(4)；
[0008]所述数据处理器(4)对数据进行处理后将数据通过数据线传输至所述参数辨识器
(5)，所述参数辨识器计算辨识得到所述光伏逆变器的参数。
[0009]本发明提供的第一优选实施例中:所述直流电压传感器(I)的输出端连接所述数据处理器(4)的输入端口 a，所述三相交流电流互感器(2)的输出端连接所述数据处理器
(4)的输入端口 b、c和d，所述三相交流电压互感器(3)的输出端连接所述数据处理器(4)的输入端口 e、f和g。
[0010]本发明提供的第二优选实施例中:所述光伏逆变器参数辨识装置对所述光伏逆变器进行参数辨识的过程包括:
[0011]让所述光伏逆变器进入正常工作状态，待所述光伏逆变器达到稳定运行状态时，通过所述电网扰动发生装置将所述光伏逆变器的交流侧电压由额定值突降5%，IOs后将交流侧电压迅速恢复至额定值，所述光伏逆变器重新恢复稳态运行后再等待10s，实验结束。
[0012]本发明提供的第三优选实施例中:所述直流电压传感器(I)用于将所述光伏逆变器的直流电压转换为直流电压信号ud。；
[0013]所述三相交流电流互感器(2 )用于将所述光伏逆变器的交流电流转换为三相交流电流信号ia、ib和i。；
[0014]所述三相交流电压互感器(3)用于将所述光伏逆变器的交流电压转换为三相交流电流号Ua、Ub和；
[0015]所述直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2 )和三相交流电压互感器(3 )将所述信号Ud。、ia、ib、ua、ub和u。通过数据线传输至所述数据处理器(4)。
[0016]本发明提供的第四优选实施例中:所述数据处理器(4)采用数字信号处理芯片进行计算，对所述信号Ud。、ia、ib、Ua、Ub和U。进行低通滤波，滤除信号中的有害高次谐波分量，对低通滤波后的数据进行标么化、平均值计算、基波正序分量计算、有功电流分量计算、无功电流分量计算、有功功率计算和无功功率计算。
[0017]本发明提供的第五优选实施例中:所述参数辨识器(5)采用数字信号处理芯片进行计算，根据非线性最小二乘参数辨识方法进行参数辨识，先设定误差允许值，反复迭代计算不断修正所述光伏逆变器模型的参数，直至仿真计算值的偏差满足所述误差允许值。
[0018]本发明提供的第六优选实施例中:所述光伏逆变器参数辨识装置包括显示器(6 )，所述显示器(6 )连接所述参数辨识器(5 )的输出端，所述参数辨识器(5 )对所述光伏逆变器的参数进行辨识后，将辨识后的光伏逆变器参数传输至显示器(6)，由所述显示器(6)显示所述光伏逆变器的模型参数的辨识值及辨识效果图。
[0019]本发明提供的第七优选实施例中:所述光伏逆变器参数辨识装置包括数据存储器
(7),所述数据存储器(7)连接所述参数辨识器(5)的输出端，所述参数辨识器(5)对所述光伏逆变器的参数进行辨识后，将辨识后的光伏逆变器参数传输至数据存储器(7 )，由所述数据存储器(7)存储所述光伏逆变器的辨识结果文件。
[0020]本发明提供的一种光伏逆变器参数辨识装置，相对于最接近的现有技术的有益效果包括:
[0021]1、本发明提供的一种光伏逆变器参数辨识装置，无需外接其他设备，操作简单，将参数辨识装置连接至光伏逆变器后就可以进行参数辨识，解决不同型号光伏逆变器参数未知的问题，方便地利用实验数据，快速准确的辨识出光伏逆变器的参数。
[0022]2、采用了非线性最小二乘参数辨识方法对光伏逆变器的参数进行辨识，可以快速准确的辨识出该光伏逆变器的参数。
[0023]3、装置中包括显示模块和数据存储器，可以同时显示辨识结果和存储辨识结果。【专利附图】
【附图说明】
[0024]如图1所示为本发明提供的一种光伏逆变器参数辨识装置与光伏逆变器的连接示意图；
[0025]如图2所示为本发明提供的一种光伏逆变器参数辨识装置的内部结构的实施例与光伏逆变器的连接示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面根据附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0027]本发明提供一种光伏逆变器参数辨识装置，如图1所示为该参数辨识装置与光伏逆变器的连接示意图，由图1可知，该光伏逆变器参数辨识装置与光伏逆变器并联，一端连接光伏逆变器的直流侧，与光伏阵列连接，另一端连接光伏逆变器的交流侧，与电网扰动发生装置连接，如图2所示为本发明提供的一种光伏逆变器参数辨识装置的内部结构的实施例与光伏逆变器的连接示意图，由图2可知，该光伏逆变器参数辨识装置包括:直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2)、三相交流电压互感器(3)、数据处理器(4)、参数辨识器
(5)。
[0028]光伏逆变器的直流侧连接直流电压传感器(1)，交流侧连接三相交流电流互感器
(2)和三相交流电压互感器(3)。
[0029]直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2 )和三相交流电压互感器(3 )的输出端连接数据处理器(4)的输入端口。
[0030]数据处理器(4)对数据进行处理后将数据通过数据线传输至参数辨识器(5)，参数辨识器计算辨识得到光伏逆变器的参数。
[0031]进一步的，直流电压传感器(I)的输出端连接数据处理器(4)的输入端口 a，三相交流电流互感器(2)的输出端连接数据处理器(4)的输入端口 b、c和d，三相交流电压互感器(3)的输出端连接数据处理器(4)的输入端口 e、f和g。
[0032]该光伏逆变器参数辨识装置对光伏逆变器进行参数辨识时，首先让光伏逆变器进入正常工作状态，待光伏逆变器达到稳定运行状态时，通过电网扰动发生装置将光伏逆变器的交流侧电压由额定值突降5%，IOs后再将交流侧电压迅速恢复至额定值，光伏逆变器重新恢复稳态运行后再等待10s，实验结束。
[0033]与光伏逆变器的直流侧连接的直流电压传感器(I)用于将光伏逆变器的直流电压转换为直流电压信号ud。。与光伏逆变器的交流侧连接的三相交流电流互感器(2)用于将光伏逆变器的交流电流转换为三相交流电流信号ia、ib和i。。与光伏逆变器的交流侧连接的三相交流电压互感器(3)用于将光伏逆变器的交流电压转换为三相交流电流信号ua、ub和Uc0直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2)和三相交流电压互感器(3)将信号udc;、ia、ib、ua、ub和u。通过数据线传输至数据处理器(4)。
[0034]数据处理器(4)采用高性能数字信号处理芯片(DSP)进行计算，对信号udc;、ia、ib、Ua、Ub和U。进行低通滤波，滤除信号中的有害高次谐波分量，对低通滤波后的数据进行标幺化、平均值计算、基波正序分量计算、有功电流分量计算、无功电流分量计算、有功功率计算和无功功率计算。[0035]参数辨识器(5)采用高性能数字信号处理芯片(DSP)进行计算，根据非线性最小二乘参数辨识方法进行参数辨识，先设定误差允许值，参数辨识器(5 )反复迭代计算不断修正光伏逆变器模型的参数，直至仿真计算值的偏差满足误差允许值。
[0036]本发明提供的一种光伏逆变器参数辨识装置还可以包括显示器(6 )和数据存储器(7 )，显示器(6 )和数据存储器(7 )连接参数辨识器(5 )的输出端，参数辨识器(5 )对光伏逆变器的参数进行辨识后，将辨识后的光伏逆变器参数传输至显示器(6)和数据存储器(7)，由显示器(6)显示光伏逆变器的模型参数的辨识值及辨识效果图，并由数据存储器(7)存储光伏逆变器的辨识结果文件。
[0037]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种光伏逆变器参数辨识装置，其特征在于， 所述光伏逆变器参数辨识装置包括:直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2)、三相交流电压互感器(3 )、数据处理器(4 )、参数辨识器(5 ); 所述光伏逆变器的直流侧连接所述直流电压传感器(I )，交流侧连接所述三相交流电流互感器(2)和所述三相交流电压互感器(3)； 所述直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2 )和三相交流电压互感器(3 )的输出端连接所述数据处理器(4)的输入端口 ； 所述数据处理器(4)对数据进行处理后将数据通过数据线传输至所述参数辨识器(5)，所述参数辨识器计算辨识得到所述光伏逆变器的参数。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电压传感器(I)的输出端连接所述数据处理器(4)的输入端口 a，所述三相交流电流互感器(2)的输出端连接所述数据处理器(4)的输入端口 b、c和d，所述三相交流电压互感器(3)的输出端连接所述数据处理器(4)的输入端口 e、f和g。
3.如权利要求1所述的 装置，其特征在于，所述光伏逆变器参数辨识装置对所述光伏逆变器进行参数辨识的过程包括: 通过所述电网扰动发生装置将所述光伏逆变器的交流侧电压由额定值突降5%，IOs后将交流侧电压迅速恢复至额定值，所述光伏逆变器重新恢复稳态运行后再等待10s，实验结束。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电压传感器(I)用于将所述光伏逆变器的直流电压转换为直流电压信号ud。； 所述三相交流电流互感器(2)用于将所述光伏逆变器的交流电流转换为三相交流电流信号ia、ib和i。； 所述三相交流电压互感器(3)用于将所述光伏逆变器的交流电压转换为三相交流电流信号ua、ub和； 所述直流电压传感器(I)、三相交流电流互感器(2 )和三相交流电压互感器(3 )将所述信号ud。、ia、ib、ua、ub和u。通过数据线传输至所述数据处理器(4)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数据处理器(4)采用数字信号处理芯片进行计算，对所述信号Ud。、ia、ib、Ua、Ub和u。进行低通滤波，滤除信号中的有害高次谐波分量，对低通滤波后的数据进行标么化、平均值计算、基波正序分量计算、有功电流分量计算、无功电流分量计算、有功功率计算和无功功率计算。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参数辨识器(5)采用数字信号处理芯片进行计算，根据非线性最小二乘参数辨识方法进行参数辨识，先设定误差允许值，反复迭代计算不断修正所述光伏逆变器模型的参数，直至仿真计算值的偏差满足所述误差允许值。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光伏逆变器参数辨识装置包括显示器(6 )，所述显示器(6 )连接所述参数辨识器(5 )的输出端，所述参数辨识器(5 )对所述光伏逆变器的参数进行辨识后，将辨识后的光伏逆变器参数传输至显示器(6)，由所述显示器(6)显示所述光伏逆变器的模型参数的辨识值及辨识效果图。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光伏逆变器参数辨识装置包括数据存储器(7 )，所述数据存储器(7 )连接所述参数辨识器(5 )的输出端，所述参数辨识器(5 )对所述光伏逆变器的参数进行辨识后，将辨识后的光伏逆变器参数传输至数据存储器(7 )，由所述数据存储器(7)存储所 述光伏逆变器的辨识结果文件。
【文档编号】G01R31/00GK103543363SQ201310532878
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】葛路明, 曲立楠, 赵亮, 赵大伟, 张磊, 钱敏慧, 姜达军, 施涛, 陈宁, 朱凌志 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 江苏省电力公司