(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110905804.6 (22)申请日 2021.08.0 6 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113690933 A (43)申请公布日 2021.11.23 (73)专利权人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号 (72)发明人 李飞　陈平　吴金涛　温世全　 张兴　王涵宇　 (74)专利代理 机构 合肥和瑞知识产权代理事务 所(普通合伙) 34118 专利代理师 王挺 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01)G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) (56)对比文件 CN 110829491 A,2020.02.21 CN 110210087 A,2019.09.0 6 CN 112865181 A,2021.0 5.28 CN 106992551 A,2017.07.28 WO 20180723 51 A1,2018.04.26 US 52686 55 A,1993.12.07 杨向真 等.具有惯量特性的并 网逆变器黑 箱模型辨识. 《控制理论与应用》 .2021, Yi Fei Wang;Yun Wei L i.Grid Synchronization PLL Based o n Cascaded Delayed Signal Cancel lation. 《EEE Transacti ons on Power Electro nics》 .2010, 审查员 关侠 (54)发明名称 并网逆变器锁相环参数辨识方法 (57)摘要 本发明提供了一种并网逆变器锁相环参数 辨识方法， 属于电能质量和控制领域。 所述锁相 环参数包括锁相环比例系数和积分系数。 该方法 建立含有未知锁相环参数的正序阻抗模型使用 粒子群优化算法结合测量阻抗进行参数估计， 获 得多组并网逆变器锁相环估计参数， 处理多组并 网逆变器锁相环估计参数获得参数辨识结果。 本 发明综合了并网逆变器序阻抗建模、 阻抗测量、 粒子群优化算法和处理多组估计数据减小参数 辨识误差方法的优点， 能够准确地辨识出并网逆 变器锁相环参数， 相比于传统参数辨识技术， 并 网逆变器锁相环参数辨识方法能够准确辨识出 锁相环参数， 并且能够实现在线辨识， 不影响并 网系统的稳定运行。 权利要求书5页 说明书11页 附图3页 CN 113690933 B 2022.11.29 CN 113690933 B 1.一种并网逆变器锁相环参数辨识方法， 所述锁相环参数包括锁相环比例系数和锁相 环积分系数； 并网逆变器锁相环参数辨识方法所涉及的拓扑结构包括并网逆变器(10)、 电 网(40)和锁相环 参数辨识装置； 所述锁相环 参数辨识装置包括阻抗测量及计算单元(20)和 参数估计及数据处理单元(30)； 所述阻抗测量及计算单元(20)包括采样单元(201)和计算 单元(202)， 所述采样单元(201)接入电网(40)与并网逆变器(10)相连接的公共耦合点PCC 处， 实现对公共耦合点PCC处电压和电流的采样， 所述计算单元(202)与采样单元(201)的输 出端相连接， 计算单 元(202)与参数估计及数据处 理单元(30)在算法内部实现数据交 互； 其特征在于， 所述参数辨识方法建立含有未知并网逆变器锁相环参数的待估计阻抗， 且使用粒子群优化算法结合测量阻抗进行参数估计， 获得多组并网逆变器锁相环估计参 数， 对多组并网逆变器锁相环估计参数进行处理获得参数辨识结果， 具体的， 包括以下步 骤： 步骤1， 参数设定， 包括以下参数： 锁相环比例系数辨识下限KpPLLmin， 锁相环比例系数辨识上限KpPLLmax， 锁相环积分系数辨 识下限KiPLLmin， 锁相环积分系数辨识上限KiPLLmin； 设在整个辨识过程中共进行了N 次采样， 将N 次采样中的任意一次采样记为第y次采样， 与第y次采样对应的频率记为阻抗测量频率fy， y＝1， 2， . ..， N， N为正整数； 步骤2， 记并网逆变器(10)的正序阻抗为Zip(KpPLL， KiPLL， fd)， 其中， KpPLL为待辨识锁相环 比例系数， KiPLL为待辨识锁相环积分系数， fd为电抗频率， 所述电抗频率为正序阻抗Zip (KpPLL， KiPLL， fd)中电抗部分的频率， 即正序阻抗Zip(KpPLL， KiPLL， fd)仅包含待辨识锁相环比例 系数KpPLL和待辨识 锁相环积分系数 KiPLL2个未知参数； 步骤3， 将锁相环参数辨识装置接入公共耦合点PCC； 通过采样单元(201)采样N个阻抗 测量频率fy时公共耦合点的三相 线电压、 并记为三相线电压Uy， 采样N个阻抗测量频率fy时 公共耦合 点的三相电流、 并记为 三相电流 Iy， y＝1， 2， . ..， N； 步骤4， 将步骤3采样得到的N个三相线电压Uy和N个三相电流Iy送入计算单元(202)， 得 到N个测量 正序阻抗， 并记为测量 正序阻抗Zrpy， y＝1， 2， . ..， N； 步骤5， 将N个阻抗测量频率fy和N个测量正序阻抗Zrpy送入参数识别及数据处理单元 (30)， 使用N个测量 正序阻抗Zrpy进行参数识别； 步骤5.1， 定 义待估计正序阻抗Zipdy(KpPLLdy， KiPLLdy， fddy)， 其中， KpPLLdy为待估计锁相环比 例系数， KiPLLdy为待估计锁相环积分系数， fddy为待估计正序阻抗Zipdy中电抗部分中的频率， y＝1， 2， . ..， N； 令fddy＝fy， 则待估计正序阻抗Zipdy表达为： Zipdy(KpPLLdy， KiPLLdy， fy)； 步骤5.2， 使用粒子群优化算法使待估计正序阻抗Zipdy的实部和虚部与测量正序阻抗 Zrpy的实部和虚部一一逼近， 直至满足估计条件， 得到满足要求的待估计锁相环比例系数 KpPLLdy和待估计锁相环积分系数KiPLLdy， 具体的， 建立粒子群优化算法函数fo(KpPLLdy， KiPLLdy)， 通过计算得到 粒子群群体最佳位置gbest， gbest＝(gbest1 gbest2)， 其中gbest1为 粒子群群体最佳位置第一列， gbest2为粒子群 群体最佳位置第二列； 则锁相环比例系数估计值KpPLLFy和锁相环积分系数估计值KiPLLFy分别为： KpPLLFy＝gbest1 KiPLLFy＝gbest2 步骤5.3， 按照步骤5.1 ‑步骤5.2方法得到N个阻抗测量频率fy对应的N个锁相环比例系权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 113690933 B 2数估计值KpPLLFy和N个锁相环积分系数估计值KiPLLFy， y＝1， 2， . ..， N； 步骤6， 参数估计及数据处理单元(30)根据预存的算法， 对步骤5得到的N个锁相环比例 系数估计值KpPLLFy和锁相环积分系数估计值KiPLLFy进行处理， 具体的， 设锁相环比例系数辨识范围为[KpPLLmin， KpPLLmax]， 将[KpPLLmin， KpPLLmax]等分为m个锁相环 比例系数辨识区间， 并将m个锁相环比例系数辨识区间中的任意一个记为区间q， 区间q的范 围为[(q‑1)δp， qδp]， q＝1， 2， ...， m， q为锁相环比例系数辨识区间的序号， δp为锁相环比例 系数辨识范围划分步长， δp＝(KpPLLmax‑KpPLLmin)/m， m为锁相环比例系数辨识区间划分个数， 将(q‑1)δp记为区间q的下限边界值； 考察N个锁相环比例系数估计值KpPLLFy在[KpPLLmin， KpPLLmax]内的分布状况， 并找到锁相环 比例系数估计值KpPLLFy分布量最多的锁相环比例系数辨识区间， 该区间的下限边界值即为 锁相环比例系数辨识结果KpPLLF； 设锁相环积分系数辨识范围为[KiPLLmin， KiPLLmax]， 将[KiPLLmin， KiPLLmax]等分为σ 个锁相环 积分系数辨识区间， 并将σ 个锁相环积分系数辨识中的任意一个记 为区间λ， 区间λ 的范围为 [( λ‑1)δi， λ δi]， λ＝1， 2， ...， σ， λ为锁相环积分系数辨识区间的序号， δi为锁相环积分系数 辨识范围划分步长， δi＝(KiPLLmax‑KiPLLmin)/σ， σ 为锁相环积分系数辨识区间划分个数， 将( λ ‑ 1)δi记为区间λ 的下限边界值； 考察N个锁相环积分系数估计值KiPLLFy在[KiPLLmin， KiPLLmax]内的分布状况， 并找到锁相环 积分系数估计值KiPLLFy分布量最多的锁相环积分系数辨识区间， 该区间的下限边界值即为 锁相环积分系数辨识结果KiPLLF。 2.根据权利要求1所述的一种并网逆变器锁相环参数辨识方法其特征在于， 步骤5.2所 述的粒子群 群体最佳位置gbest的求 解过程如下： 建立粒子群优化 算法函数fo(KpPLLdy， KiPLLdy)， 其表达式如下： fo(KpPLLdy， KiPLLdy)＝ ||Re(Zrpy)‑Re[Zipdy(KpPLLdy， KiPLLdyfy)]|+|Im(Zrpy)‑Im[Zipdy(KpPLLdy， KiPLLdyfy)]|| 其中， Re()表示对()中的参数 取实部