CN109787235B - 新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法及系统，该方法包括：获取新能源发电机组发电试验中的三相输出电压、三相输出电流；将三相输出电压、三相输出电流进行快速傅里叶变换，获取电压电流数据的频谱信息；根据新能源机组的不同运行工况下的电压，电流得到不同工况下的各次谐波阻抗；利用多项式最小二乘法拟合对多次试验得到的各次谐波阻抗值进行拟合得到最终的新能源发电机组的谐波阻抗特性模型方程。通过该方法得到全功率范围内的谐波阻抗特性模型，具有普适性，同时是基于实测运行数据进行分析的，模型的准确率和可靠性更高。

Description

新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法及系统

技术领域

本发明属于新能源发电设备(风力发电、光伏发电)谐波模型技术领域，具体涉及一种新能源发电机组全功率范围谐波阻抗模型获取方法。

背景技术

随着节能减排政策的不断深入执行，新能源(风电、光伏)所占能源的比重迅速增加，大量新能源发电设备大量并网运行，电网消纳在可再生能源规模也相应增大。大量新能源发电机组通过由电力电子开关器件为基本元件所构成的变流器并网，与之同时，由于大量新能源机组并网所引起电网谐波问题已经引起了广泛的重视，对新能源机组谐波成分与谐波模型的分析，有利于人们提出相应的谐波抑制策略以减少谐波对机组、电网的影响。

一直以来，一方面，对新能源机组的谐波模型建立使用的是电磁暂态离线仿真软件进行数值仿真对单台机组的谐波特性进行建模，但是因为分布参数的不确定性，离散化算法的截断误差等因数导致仿真模型中的主电路参数、控制算法参数等不可能与实际设备做到完全一致，从而可能造成谐波模型不够准确；另一方面，新能源机组运行状态具有全功率范围内随机性特点，而以往基于实测数据的谐波建模方法往往在一种运行工况下进行的，其谐波特征结果不具备普适性，无法满足新能源机组的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源发电机组全功率范围谐波阻抗预测方法，其利用全功率范围内的多运行点实测数据得到权功能范围的谐波模型，实现了谐波阻抗模型的构建进而得到全功率范围谐波阻抗的预测。

一方面，本发明提供的一种新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法，包括如下步骤：

步骤S1：每类工况下均以预设采样率采集新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流；

其中，新能源发电机组与负载电性连接，工况差异为新能源发电机组的输出功率差异；

步骤S2：对步骤S1采集的每类工况下的三相电压、三相电流分别进行快速傅里叶变换得到每类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流的频谱数据；

其中，所述频谱数据表示新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流在不同谐波次数所在频率的实部和虚部幅值；

步骤S3：基于步骤S2中每类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流频谱数据获取每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗；

所述每个谐波阻抗均包括虚部和实部；

步骤S4：分别构建谐波阻抗实部和虚部特性模型方程；

其中，所述谐波阻抗实部、虚部的特性模型方程分别为谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的一元多项式回归方程，所述工况因子用于表示工况类型；

步骤S5：基于步骤S3中每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗采用最小二乘法求解一元多项式回归方程得到谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的特性模型方程；

其中，将实时工况对应的工况因子代入谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的特性模型方程得到谐波阻抗的实时实部和虚部。

本发明利用新能源设备在全功率范围内(不同工况下)的多运行点实测数据进行FFT(快速傅里叶变换)分析得到对应谐波试验数据，再进一步得到不同工况下的谐波阻抗数据，并通过一元多项式回归方程以及最小二乘法对不同工况下的谐波阻抗数据进行拟合得到了与工况相关的谐波特性模型方程，该谐波特性模型方程表示谐波阻抗实部、虚部与工况的相关性。由于新能源机组运行状态具有全功率范围内随机性特点，因此基于任一类工况进行分析得到谐波特性均不具有普适性，本发明集合多种工况并引入工况因子构建谐波阻抗与工况因子的关系方程，便于预测任意工况下的谐波阻抗的实部和虚部，可以及时、便捷获取谐波特性。此外，基于关系方程也更加直观地反映随工况变化的谐波阻抗变化特性。

进一步优选，步骤S2中基于频谱数据的任一类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流表示如下：

I_a[h]＝[ia₁₀ ia₁₁+jib₁₁ ia₁₂+jib₁₂ ... ia_1n+jib_1n]^T

I_b[h]＝[ia₂₀ ia₂₁+jib₂₁ ia₂₂+jib₂₂ ... ia_2n+jib_2n]^T

I_c[h]＝[ia₃₀ ia₃₁+jib₃₁ ia₃₂+jib₃₂ ... ia_3n+jib_3n]^T

U_a[h]＝[ua₁₀ ua₁₁+jub₁₁ ua₁₂+jub₁₂ ... ua_1n+jub_1n]^T

U_b[h]＝[ua₂₀ ua₂₁+jub₂₁ ua₂₂+jub₂₂ ... ua_2n+jub_2n]^T

U_c[h]＝[ua₃₀ ua₃₁+jub₃₁ ua₃₂+jub₃₂ ... ua_3n+jub_3n]^T

式中，I_a[h]、I_b[h]、I_c[h]分别表示任一类工况下a、b、c三相输出电流矩阵，ia_1n、ia_2n、ia_3n分别表示a、b、c三相中第n次电流谐波i的实部，ib_1n、ib_2n、ib_3n分别表示a、b、c三相中第n次电流谐波i的虚部，n表示谐波次数，j为复数符号；

U_a[h]、U_b[h]、U_c[h]分别表示a、b、c三相输出电压矩阵，ua_1n、ua_2n、ua_3n分别表示a、b、c三相中第n次电压谐波u的实部，jub_1n、jub_2n、jub_3n分别表示a、b、c三相中第n次电压谐波u的虚部；

步骤S3中任一类工况下新能源发电机组的a、b、c三相的谐波阻抗表示如下：

式中，Z_a[h]、Z_b[h]、Z_c[h]分别表示任一类工况下新能源发电机组中a、b、c三相的谐波阻抗矩阵，z_1α、z_2α、z_3α分别表示新能源发电机组中a、b、c三相的第α个谐波阻抗，z_1n、z_2n、z_3n分别表示新能源发电机组中a、b、c三相的第n个谐波阻抗。

进一步优选，所述一元多项式回归方程如下：

式中，R_[h].i、I_[h].i分别表示工况因子x_i对应下谐波阻抗实部、虚部，a_R[h]、b_R[h]、c_R[h]分别为谐波阻抗模型实部的待估计参数，a_I[h]、b_I[h]、c_I[h]谐波阻抗模型虚部的待估计参数。

进一步优选，将任一工况下新能源发电机组a或b或c相的谐波阻抗表示为：

z_λα.i＝(R_λ[h].i,I_λ[h].i)，z_λα.i表示工况因子x_i对应下新能源发电机组λ相中第α个谐波阻抗，R_λ[h].i、I_λ[h].i表示λ相对应谐波阻抗z_λα.i的实部、虚部，λ对应a、b、c相；

步骤S5中一元多项式回归方程求解过程如下：

基于一元多项式回归方程构建残差方程，并将每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗以及每类工况对应的工况因子代入构建的残差方程得到a、b、c三相对应的实部、虚部残差方程；

其中，残差方程如下所示：

式中，Q_R[h].λ、Q_I[h].λ分别表示λ相对应的残差的实部、虚部，N为工况类型总数，

对a、b、c三相对应的实部、虚部残差方程分别进行求导得到如下方程并求解得到谐波阻抗模型实部、虚部的待估计参数的值；

进一步优选，步骤S3中获取每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗的过程如下：

基于新能源发电机组的戴维南等效电路获取新能源发电机组的谐波阻抗计算公式以及获取每类工况下新能源发电机组中a、b、c三相下各个谐波次数对应的谐波电动势；再将谐波电动势代入谐波阻抗计算公式得到每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗；

其中，谐波阻抗计算公式如下所示：

I_λn＝ia_λn+jib_λn，U_λn＝ua_λn+jub_λn，λ＝a,b,c

式中，z_λn表示任一工况下新能源发电机组中λ相的第n次谐波阻抗，I_λn、U_λn、E_λn分别表示同一工况下新能源发电机组中λ相的第n次谐波电流、第n次谐波电压、第n次谐波电动势。

需要说明的是，本发明中的谐波电动势采用理论值来代替实际值，具体是根据调制理论来获取。

进一步优选，步骤S1采集的三相输出电压、三相输出电流对应的工况类型分别为：新能源机组的输出功率与额定功率的比值分别为0％、20％、40％、60％、80％和100％时的工况。

进一步优选，所述工况因子为新能源机组输出功率的标幺值。

另一方面，本发明提供的获取系统，包括新能源发电机组、一次能源模拟装置、电能质量测量设备以及服务器；

其中，新能源发电机组的输出端与负载电性连接，新能源发电机组的输入端与一次能源模拟装置电性连接，所述电能质量测量装置设于负载与新能源发电机组的连接处；

所述服务器与一次能源模拟装置以及电能质量测量装置均连接；

其中，所述服务器运行一次能源模拟装置的控制程序来调节控制新能源发电机组的输出功率；

所述服务器控制电能质量测量装置以预设采样率采集新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流，并反馈给服务器；

所述服务器基于所述电能质量测量装置采集的新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流采用上述新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法来获取实时工况的谐波阻抗预测。

有益效果

本发明利用新能源发电机组出厂在不同工况下的测试的谐波试验数据计算出不同工况下的三相谐波阻抗数据，再利用多项式最小二乘法回归法对谐波阻抗数据进行拟合获得其新能源发电机组全功率范围内的谐波特性模型方程，该谐波特性模型方程表示谐波阻抗实部、虚部与工况的相关性。一方面，本发明构建谐波特性模型方程是基于全功率范围内的运行数据进行拟合分析的，其具有普适性，符合新能源机组运行状态在全功率范围内随机性的特点，基于谐波特性模型方程可以预测任意工况下的谐波阻抗的实部和虚部。同时，本发明直接是可以直接利用出厂实测数据进行的相关计算更高效；另一方面。本发明的谐波特性模型方程是基于若干三相输出电压、三相输出电流计算，其综合考虑的三相情况，因此得到的谐波特性模型方程更加准确地反应新能源机组的实际特性。此外，本发明首先将谐波阻抗与工况类型的相关性为切入点进行分析，并引入用于表征工况特征的工况因子作为公开特征参数。

附图说明

图1是在线式的新能源发电机组谐波模型建立试验环境原理图；

图2是谐波频域新能源发电机组戴维南等效电路；

图3是全功率范围新能源机组谐波特性模型方程拟合示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的一种新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取系统包括：新能源发电机组、一次能源模拟装置、电能质量测量设备以及服务器。其中，新能源发电机组的输出端与负载电性连接，本实施例中负载为纯电阻大功率负载，其连接是通过金属导线连接。新能源发电机组的输入端与一次能源模拟装置电性连接，其连接也是通过金属导线连接。电能质量测量装置设于负载与新能源发电机组的连接处，服务器与一次能源模拟装置以及电能质量测量装置均连接。

其中，一次能源模拟装置中包括风力发电模拟器和光伏发电模拟器，其中，风力发电模拟器对应风力发电机组，光伏发电模拟器对应光伏发电机组。

电能质量测量设备，用于测量三相三线制/三相四线制的电压基波、谐波值与电流基波、谐波值，譬如利用三相电压霍尔传感器、三相电流霍尔传感器测量新能源发电机组输出的电压与电流。

服务器运行一次能源模拟装置控制程序，调节一次能源模拟装置的输出功率进而调节新能源发电机组的输出功率，本实施例中新能源发电机组的输出功率与额定功率的比值分别调节为0％、20％、40％、60％、80％和100％，因此，本实施例是在该6个工况下采集实测数据。

服务器运行电能质量数据采集程序来控制电能质量测量设备以预设采样率采集新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流。本实施例中采样率为每工频周波2048点。电能质量测量设备采集数据后馈给服务器，服务器采用本发明提供的一种新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法来获取谐波特性模型方程。

其中，本发明实施例提供的一种新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法包括如下步骤：

步骤S1：每类工况下均以预设采样率采集新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流。

本实施例中采集的是新能源发电机组的输出功率为0％、20％、40％、60％、80％和100％时的电压和电流数据。应当理解，每个工况下新能源发电机组的a、b、c三相的电压、电流分别对应了一组离散的数据。

步骤S2：对步骤S1采集的每类工况下的三相电压、三相电流分别进行快速傅里叶变换得到每类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流的频谱数据；

频谱数据表示新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流在不同谐波次数所在频率的实部和虚部幅值，如下公式(1)和公式(2)所示，n为谐波次数，以A相为例：

因此，任一类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流表示如下：

式中，I_a[h]、I_b[h]、I_c[h]分别表示任一类工况下a、b、c三相输出电流矩阵，ia_1n、ia_2n、ia_3n分别表示a、b、c三相中第n次电流谐波i的实部，ib_1n、ib_2n、ib_3n分别表示a、b、c三相中第n次电流谐波i的虚部，n表示谐波次数，j为复数符号；U_a[h]、U_b[h]、U_c[h]分别表示a、b、c三相输出电压矩阵，ua_1n、ua_2n、ua_3n分别表示a、b、c三相中第n次电压谐波u的实部，jub_1n、jub_2n、jub_3n分别表示a、b、c三相中第n次电压谐波u的虚部。

步骤S3：基于步骤S2中每类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流频谱数据获取每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗。

具体为：基于新能源发电机组的戴维南等效电路获取新能源发电机组的谐波阻抗计算公式以及获取每类工况下新能源发电机组中a、b、c三相下各个谐波次数对应的谐波电动势；再将谐波电动势代入谐波阻抗计算公式得到每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗。

如图2所示为以A相为例的第n次谐波域下的新能源发电机组的戴维南等效电路，电阻R为负载电阻。E_n为图中的新能源发电机组的谐波电动势，Z_cn为图中的新能源机组的谐波阻抗，U_n为图中的新能源发电机组机端电压。根据基尔霍夫电压定律可知：

E_n＝Z_cn·I_n+U_n (5)

根据电路原理可求得新能源发电机组的第n次谐波阻抗Z_cn为：

因此基于上述分析推理出谐波阻抗的通用计算公式如下：

I_λn＝ia_λn+jib_λn，U_λn＝ua_λn+jub_λn，λ＝a,b,c

式中，z_λn表示任一工况下新能源发电机组中λ相的第n次谐波阻抗，I_λn、U_λn、E_λn分别表示同一工况下新能源发电机组中λ相的第n次谐波电流、第n次谐波电压、第n次谐波电动势。从上述可知，谐波阻抗计算公式的谐波电流和谐波电压均在公式(3)和(4)中查询到，但是谐波电动势的值无法直接测量得到，因此本发明采用理论值替代实际值，即采用现有方法(根据新能源机组对应调制方式下各相桥臂的输出电动势的FFT计算公式)计算出理论值。根据调制理论可知，以新能源机组采用SPWM调制方式为例，其A相桥臂的输出的电动势的FFT展开式为：

式中，v_aN(t)为A相桥臂的输出的电动势，ω_s＝2πf_s，f_s为调制波频率；E为直流电源电压；M为调制度；N`为载波比；m为相对于载波的谐波次数；k为相对于调制波的谐波次数；

为调制波初相；J₀，J_n为第一类Bessel函数。其中，将计算某一谐波次对应的电动势，则将该谐波次代入上述公式8计算出的v_aN(t)则为该电动势。

因此，根据公式(3)、(4)以及(7)得到任一类工况下任一相的任一谐波次数的谐波电流、谐波电压以及谐波电动势，并代入公式(6)即可以得到新能发发电机组对应各次谐波阻抗，以矩阵形式来表示任一类工况下新能源发电机组的a、b、c三相的谐波阻抗，如下：

式中，Z_a[h]、Z_b[h]、Z_c[h]分别表示任一类工况下新能源发电机组中a、b、c三相的谐波阻抗矩阵，z_1α、z_2α、z_3α分别表示新能源发电机组中a、b、c三相的第α个谐波阻抗，z_1n、z_2n、z_3n分别表示新能源发电机组中a、b、c三相的第n个谐波阻抗。

应当理解，得到的每个谐波阻抗是均包括实部和虚部。本实施例中，基于公式(9)将任一工况下新能源发电机组a或b或c相的谐波阻抗表示为：

Z_λ[h].i＝(Z_R[h]·i,Z_I[h]·i)，Z_λ[h].i、Z_R[h]·i、Z_I[h]·i分别表示工况因子x_i对应下新能源发电机组λ相中的谐波阻抗、谐波阻抗实部、谐波阻抗虚部，λ对应a、b、c相。譬如，本实施例中，i＝1,2，…6，其分别对应新能源机组的输出功率与额定功率比值：0％、20％、40％、60％、80％和100％。因此，以A相为例，在6类工况下的谐波阻抗值分别记载为：Z_a[h].1、Z_a[h].2、Z_a[h].3、Z_a[h].4、Z_a[h].5、Z_a[h].6。进一步Z_a[h].0可以表示为(R_a[h].0，I_a[h].0)，Z_a[h].2可以表示为(R_a[h].2，I_a[h].2)，Z_a[h].3可以表示为(R_a[h].3，I_a[h].3)，Z_a[h].4可以表示为(R_a[h].4，I_a[h].4)，Z_a[h].5可以表示为(R_a[h].5，I_a[h].5)，Z_a[h].6可以表示为(R_a[h].6，I_a[h].6)。

由于某一工况下任一相的谐波阻抗是包括n个谐波次的阻抗值，因此工况因子x_i对应下新能源发电机组λ相中第α个谐波阻抗可以表示为：z_λα.i＝(R_λ[h].i,I_λ[h].i)，R_λ[h].i、I_λ[h].i表示谐波阻抗z_λα.i的实部、虚部，λ对应a、b、c相。

步骤S4：分别构建谐波阻抗实部和虚部特性模型方程；

构建的一元多项式回归方程如下：

式中，R_[h].i、I_[h].i分别表示工况因子x_i对应下谐波阻抗实部、虚部，a_R[h]、b_R[h]、c_R[h]分别为谐波阻抗模型实部的待估计参数，a_I[h]、b_I[h]、c_I[h]谐波阻抗模型虚部的待估计参数。

步骤S5：基于步骤S3中每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗采用最小二乘法求解一元多项式回归方程得到谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的特性模型方程。

具体为：基于一元多项式回归方程构建残差方程，并将每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗以及每类工况对应的工况因子代入构建的残差方程得到a、b、c三相对应的实部、虚部残差方程，残差方程如下所示：

对a、b、c三相对应的实部、虚部残差方程分别进行求导得到如下方程并求解得到谐波阻抗模型实部、虚部的待估计参数的值。

求解公式(12)得到能源机组谐波模型(实部与虚部)估计参数：a_R[h]、b_R[h]、c_R[h]、a_I[h]、b_I[h]、c_I[h]。

因此，得到谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的特性模型方程，该模型方程可以用于实时工况的谐波阻抗预测，同时还可以通过特性模型方程直观的观察谐波阻抗的特性曲线，如图3所示为实部与输出功率与额定功率比值的拟合示意图。

需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：每类工况下均以预设采样率采集新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流；

其中，新能源发电机组与负载电性连接，工况差异为新能源发电机组的输出功率差异；

步骤S2：对步骤S1采集的每类工况下的三相电压、三相电流分别进行快速傅里叶变换得到每类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流的频谱数据；

其中，所述频谱数据表示新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流在不同谐波次数所在频率的实部和虚部幅值；

步骤S3：基于步骤S2中每类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流频谱数据获取每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗；

所述每个谐波阻抗均包括虚部和实部；

步骤S4：分别构建谐波阻抗实部和虚部的特性模型方程；

其中，所述谐波阻抗实部、虚部的特性模型方程分别为谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的一元多项式回归方程，工况因子用于表示工况类型；所述一元多项式回归方程如下：

式中，R_[h].i、I_[h].i分别表示工况因子x_i对应下谐波阻抗实部、虚部，a_R[h]、b_R[h]、c_R[h]分别为谐波阻抗模型实部的待估计参数，a_I[h]、b_I[h]、c_I[h]分别为谐波阻抗模型虚部的待估计参数；

步骤S5：基于步骤S3中每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗采用最小二乘法求解步骤S4中确定的一元多项式回归方程得到谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的特性模型方程；

其中，将实时工况对应的工况因子代入谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的特性模型方程得到谐波阻抗的实时实部和虚部。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中基于频谱数据的任一类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流表示如下：

I_a[h]＝[ia₁₀ ia₁₁+jib₁₁ ia₁₂+jib₁₂ ... ia_1n+jib_1n]^T

I_b[h]＝[ia₂₀ ia₂₁+jib₂₁ ia₂₂+jib₂₂ ... ia_2n+jib_2n]^T

I_c[h]＝[ia₃₀ ia₃₁+jib₃₁ ia₃₂+jib₃₂ ... ia_3n+jib_3n]^T

U_a[h]＝[ua₁₀ ua₁₁+jub₁₁ ua₁₂+jub₁₂ ... ua_1n+jub_1n]^T

U_b[h]＝[ua₂₀ ua₂₁+jub₂₁ ua₂₂+jub₂₂ ... ua_2n+jub_2n]^T

U_c[h]＝[ua₃₀ ua₃₁+jub₃₁ ua₃₂+jub₃₂ ... ua_3n+jub_3n]^T

式中，I_a[h]、I_b[h]、I_c[h]分别表示任一类工况下a、b、c三相输出电流矩阵，ia_1n、ia_2n、ia_3n分别表示a、b、c三相中第n次电流谐波i的实部，ib_1n、ib_2n、ib_3n分别表示a、b、c三相中第n次电流谐波i的虚部，n表示谐波次数，j为复数符号；

U_a[h]、U_b[h]、U_c[h]分别表示a、b、c三相输出电压矩阵，ua_1n、ua_2n、ua_3n分别表示a、b、c三相中第n次电压谐波u的实部，jub_1n、jub_2n、jub_3n分别表示a、b、c三相中第n次电压谐波u的虚部；

步骤S3中任一类工况下新能源发电机组的a、b、c三相的谐波阻抗表示如下：

Z_a[h]＝[z₁₀ z₁₁ z_1α ... z_1n]^T

Z_b[h]＝[z₂₀ z₂₁ z_2α ... z_2n]^T,0≤α≤n

Z_c[h]＝[z₃₀ z₃₁ z_3α ... z_3n]^T

式中，Z_a[h]、Z_b[h]、Z_c[h]分别表示任一类工况下新能源发电机组中a、b、c三相的谐波阻抗矩阵，z_1α、z_2α、z_3α分别表示新能源发电机组中a、b、c三相的第α个谐波阻抗，z_1n、z_2n、z_3n分别表示新能源发电机组中a、b、c三相的第n个谐波阻抗。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：将任一工况下新能源发电机组a或b或c相的谐波阻抗表示为：

z_λα.i＝(R_λ[h].i,I_λ[h].i)，z_λα.i表示工况因子x_i对应下新能源发电机组λ相中第α个谐波阻抗，R_λ[h].i、I_λ[h].i表示λ相谐波阻抗z_λα.i的实部、虚部，λ对应a、b、c相；

步骤S5中一元多项式回归方程求解过程如下：

基于一元多项式回归方程构建残差方程，并将每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗以及每类工况对应的工况因子代入构建的残差方程得到a、b、c三相对应的实部、虚部残差方程；

其中，残差方程如下所示：

式中，Q_R[h].λ、Q_I[h].λ分别表示λ相对应的残差的实部、虚部，N为工况类型总数，

对a、b、c三相对应的实部、虚部残差方程分别进行求导得到如下方程并求解得到谐波阻抗模型实部、虚部的待估计参数的值；

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S3中获取每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗的过程如下：

基于新能源发电机组的戴维南等效电路获取新能源发电机组的谐波阻抗计算公式以及获取每类工况下新能源发电机组中a、b、c三相下各个谐波次数对应的谐波电动势；再将谐波电动势代入谐波阻抗计算公式得到每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗；

其中，谐波阻抗计算公式如下所示：

I_λn＝ia_λn+jib_λn，U_λn＝ua_λn+jub_λn，λ＝a,b,c

式中，z_λn表示任一工况下新能源发电机组中λ相的第n次谐波阻抗，I_λn、U_λn、E_λn分别表示同一工况下新能源发电机组中λ相的第n次谐波电流、第n次谐波电压、第n次谐波电动势。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S1采集的三相输出电压、三相输出电流对应的工况类型分别为：新能源机组的输出功率与额定功率的比值分别为0％、20％、40％、60％、80％和100％时的工况。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述工况因子为新能源机组输出功率的标幺值。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述方法的获取系统，其特征在于：包括新能源发电机组、一次能源模拟装置、电能质量测量设备以及服务器；

其中，新能源发电机组的输出端与负载电性连接，新能源发电机组的输入端与一次能源模拟装置电性连接，所述电能质量测量装置设于负载与新能源发电机组的连接处；

所述服务器与一次能源模拟装置以及电能质量测量装置均连接；

其中，所述服务器运行一次能源模拟装置的控制程序来调节控制新能源发电机组的输出功率；

所述服务器控制电能质量测量装置以预设采样率采集新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流，并反馈给服务器；

所述服务器基于所述电能质量测量装置采集的新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流采用权利要求1-6任一项所述方法来获取实时工况的谐波阻抗预测。

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