CN112327075B - 一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法 - Google Patents

一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112327075B
CN112327075B CN202011124330.3A CN202011124330A CN112327075B CN 112327075 B CN112327075 B CN 112327075B CN 202011124330 A CN202011124330 A CN 202011124330A CN 112327075 B CN112327075 B CN 112327075B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power module
fault
phase
voltage
random
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011124330.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112327075A (zh
Inventor
何廷一
李胜男
吴水军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority to CN202011124330.3A priority Critical patent/CN112327075B/zh
Publication of CN112327075A publication Critical patent/CN112327075A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112327075B publication Critical patent/CN112327075B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本申请提供了一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，包括：判断功率模块运行是否存在故障；如果存在故障，获取第一故障功率模块，替换功率模块，如果故障未消失，获取第二故障功率模块，修改保护定值。如果故障未消失，根据第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率，得到随机故障功率模块，修改随机故障功率模块保护定值；如果故障未消失，修改随机故障功率模块锁相环的电阻值；如果故障未消失，修改随机故障功率模块输入锁相环前的电路。通过本申请提供的调试方法，可以模拟判断功率模块在高压测试环境下的故障问题。并在新能源机组调频测试平台进行高压测试时，可以快速准确的找到发生故障的功率模块，及时解决故障问题。

Description

一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法
技术领域
本发明属于新能源机组调频测试平台检测领域，具体涉及一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法。
背景技术
新能源机组调频测试平台是一种可模拟电网频率波动特性，以对新能源机组进行调频试验的设备。新能源机组调频测试平台主要包括由IGBT器件组成的功率模块。当新能源机组调频测试平台进行低压测试时，即风机停机，未与新能源机组调频测试平台连接时，功率模块作为逆变模块工作。当新能源机组调频测试平台进行高压测试时，即风机串接新能源机组调频测试平台到电网，风机正常发电时，功率模块作为整流模块工作。
但是，功率模块在低压测试中满足要求的情况下，在高压测试时会出现驱动保护误动作，导致功率模块闭锁；或者，直流母线电压升高，能量无法输送，进而造成IGBT器件损毁，发生功率模块故障的情况。
现有的功率模块调试方法主要在低压220V以下的环境下对功率模块功能进行低压测试，低压测试环境无法模拟判断新能源机组调频测试中功率模块在高压环境下的干扰问题。在新能源机组调频测试平台进行高压测试时，无法快速准确的找到发生故障的功率模块，并及时解决故障问题。
发明内容
本申请提供了一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法。以解决新能源机组调频测试平台进行高压测试时，无法快速准确的找到发生故障的功率模块，并及时解决故障的问题。
本申请提供一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，包括：
将调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电，其中，所述调频测试平台包括多个功率模块、锁相环和输入锁相环前的电路；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，获取第一故障功率模块，关闭所述新能源机组，断开所述调频测试平台与所述新能源机组和所述电网连接，替换所述第一故障功率模块，重新将所述调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，获取第二故障功率模块，修改所述第二故障功率模块保护定值；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，获取第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率；根据所述第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率，得到随机故障功率模块，修改所述随机故障功率模块保护定值；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路。
可选的，所述判断所述功率模块运行是否存在故障的步骤包括：
获取所述功率模块的运行数据，所述运行数据包括电流和电压；
如果所述电流和所述电压不在正常运行的阈值范围内，则所述功率模块存在故障。
可选的，所述修改所述第二故障功率模块保护定值的步骤包括：
获取所述第二故障功率模块的三相输出电压值；
根据所述三相输出电压值，通过离散快速傅里叶变换计算所述第二故障功率模块基波正序分量的线电压和持续时间；
根据所述第二故障功率模块基波正序分量的线电压的最大值和所述持续时间修改所述第二故障功率模块保护定值。
可选的，所述通过离散快速傅里叶变换计算所述第二故障功率模块的基波正序分量的线电压的公式为：
Figure BDA0002733096360000021
Figure BDA0002733096360000031
其中，a为三相中的任一相，ua,cos，ua,sin为a相基波相电压傅里叶系数，f1为基波频率；
Figure BDA0002733096360000032
其中，Ua1为a相基波相电压有效值；
Figure BDA0002733096360000033
Figure BDA0002733096360000034
其中，b,c为三相中的另外两相，u1+,cos，u1+,sin为功率单元基波正序分量的电压矢量分量；ub,cos，ub,sin为b相基波相电压傅里叶系数，uc,cos，uc,sin为c相基波相电压傅里叶系数；
Figure BDA0002733096360000035
其中，U1+为基波正序分量的线电压。
可选的，所述根据所述第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率，得到随机故障功率模块的步骤包括：
将所述第三故障功率模块划分为第一模块组、第二模块组和第三模块组，根据所述故障出现概率得到所述第一模块组的故障概率、所述第二模块组的故障概率和所述第三模块组的故障概率；
将故障概率高的功率模块组和故障概率低的功率模块组的位置互换；
获取n次故障功率模块分布及故障出现概率，其中，n大于或者等于10；
根据所述n次故障功率模块分布及故障出现概率，统计所述第一模块组的故障概率、所述第二模块组的故障概率和所述第三模块组的故障概率；
所述故障概率最高的功率模块组为随机故障功率模块。
可选的，所述第一模块组包括1～K个功率模块，所述第二模块组包括K～2K个功率模块，所述第三模块组包括2K～N个功率模块；
Figure BDA0002733096360000041
其中，K为整数。
可选的，所述修改所述随机故障功率模块保护定值的步骤包括：
获取所述随机故障功率模块的三相输出电压值；
根据所述随机故障功率模块的三相输出电压，通过离散快速傅里叶变换计算所述随机故障功率模块基波正序分量的线电压和持续时间；
根据所述随机故障功率模块基波正序分量的线电压的最大值和所述持续时间修改所述随机故障功率模块保护定值。
可选的，所述修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值的步骤包括：
获取所述随机故障功率模块直流母排的电压值；
根据所述直流母排的电压值，通过离散快速傅里叶变换，得到所述随机故障功率模块的基波傅里叶系数；
根据所述基波傅里叶系数，通过逆快速傅里叶变换，得到所述随机故障功率模块直流母排处的基波电压值。
选取所述直流母排处的基波电压值最大的随机故障功率模块为待处理随机故障功率模块，增大所述待处理随机故障功率模块的锁相环电阻值。
可选的，所述修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路的步骤包括：
获取高压情况下的输入所述随机故障功率模块锁相环的第一电压值和低压情况下输入所述随机故障功率模块锁相环的第二电压值；
根据所述第一电压值和所述第二电压值进行波形一致性分析，得到相关系数rig；
如果所述相关系数rig与1的差值大于预设阈值，则去掉所述输入锁相环前的电路的接地端。
可选的，所述相关系数rig的计算公式为：
Figure BDA0002733096360000042
其中，t0表示获取电压的起始时刻，t表示动态过程中时间点，vi(t)表示t时刻第一电压值，vj(t)表示t时刻第二电压值，vi(t0)表示t0时刻第一电压值，vj(t0)表示t0时刻第二电压值。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，包括：将调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电，其中，所述调频测试平台包括多个功率模块、锁相环和输入锁相环前的电路；判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，获取第一故障功率模块，关闭所述新能源机组，断开所述调频测试平台与所述新能源机组和所述电网连接，替换所述第一故障功率模块，重新将所述调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电；判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，获取第二故障功率模块，修改所述第二故障功率模块保护定值。
判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，获取第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率；根据所述第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率，得到随机故障功率模块，修改所述随机故障功率模块保护定值；判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值；判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路。
通过本申请提供的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，可以模拟判断新能源机组调频测试平台功率模块在高压测试环境下的故障问题。并在新能源机组调频测试平台进行高压测试时，可以快速准确的找到发生故障的功率模块，及时解决故障问题。保证新能源机组调频测试平台功率模块稳定可靠的安全运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为新能源机组调频测试平台功率模块串联的结构示意图；
图2为新能源机组调频测试平台功率模块的拓扑结构示意图；
图3为新能源机组调频测试平台测试时连接关系的结构示意图；
图4为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法的一个实施例的流程图；
图5为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中判断所述功率模块运行是否存在故障的方法的一个实施例的流程图；
图6为新能源机组调频测试平台输入锁相环前电路的结构示意图；
图7为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中修改所述第二故障功率模块保护定值的方法的一个实施例的流程图；
图8为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中得到随机故障功率模块的方法的一个实施例的流程图；
图9为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值的方法的一个实施例的流程图；
图10为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中修改所述随机故障功率模块输入锁相环前电路的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
新能源机组调频测试平台是基于IGBT器件和PWM调制技术研制的设备，可模拟电网频率波动特性以开展新能源机组调频试验。正常试验中新能源机组调频测试平台空载时，即风机停机，未与新能源机组一次调频测试平台连接。功率模块需要作为逆变模块工作。新能源机组调频测试平台负载工作时，即风机串接新能源机组调频测试平台到电网，风机正常发电。功率模块作为整流模块工作。新能源机组调频测试平台试验过程中最大的难题是新能源机组调频测试平台负载工作时如何解决功率模块的稳定可靠运行的问题。
请参阅图1，图1为新能源机组调频测试平台功率模块串联的结构示意图。
新能源机组调频测试平台是基于电压源串联原理，采用中压背靠背变流技术，试验装置运行电压可选6kV、10kV和35kV，额定容量4MVA，试验装置频率偏差调节范围45Hz～66Hz，可通过调节频率的幅值和变化率模拟电网频率的变化。
新能源机组调频测试平台的逆变电源采用H桥级联式拓扑结构，电压叠加原理类同于“电池组叠加”技术。四象限变流器的每个功率单元输出交流有效值Vo为577V，十个功率单元“电池组叠加”技术。四象限变流器的每个功率单元输出交流有效值Vo为577V，十个功率单元移相串联构成每相输出，使输出相电压达到5774V，线电压则为10kV。级联型变流器级数越多，逆变侧输出的电压越完美，四象限变流器每相采用十级功率单元串联移相输出，有效降低了输出电压的谐波含量，十分接近标准正弦波形，线电压波形更为理想。
请参阅图2，图2为新能源机组调频测试平台功率模块的拓扑结构示意图。
四象限变流器功率单元拓扑结构采用可控整流+逆变的结构，考虑到系统的容量达到4MW，为了增大电流输出能力，可控整流侧的每个桥臂采用2个同型号的IGBT并联、逆变侧的每个桥臂采用3个同型号的IGBT并联；每组并联的IGBT的PWM驱动信号相同。
请参阅图3，图3为新能源机组调频测试平台测试时连接关系的结构示意图。
新能源机组调频测试平台的测试方法，包括如下步骤：首先，将频率发生装置连接于新能源场升压变压器与新能源机组升压变压器之间；其次，根据频率变化测试点来调节所述频率发生装置，对被测新能源机组进行测试，采集被测新能源机组中各采集点的测试数据；最后，综合所有测试数据的结果进行判断分析，得出被测新能源机组的一次调频能力。
请参阅图4，图4为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法的一个实施例的流程图。
本申请实施例提供了一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，包括：
S01：将调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电，使所述调频测试平台处于负载工作，即高压测试的工作环境下。其中，所述调频测试平台包括多个功率模块、锁相环和输入锁相环前的电路。
S02：判断所述功率模块运行是否存在故障。
请参阅图5，图5为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中判断所述功率模块运行是否存在故障的方法的一个实施例的流程图。
S021：获取所述功率模块的运行数据，所述运行数据包括电流和电压。
S022：如果所述电流和所述电压不在正常运行的阈值范围内，则所述功率模块存在故障。
通过获取所述功率模块运行的电流和电压，与正常运行的安全阈值进行比较，如果所述电流和所述电压不在正常运行的阈值范围内，则说明所述功率模块存在故障。功率模块出现的故障包括但不限于：功率模块硬件损坏、功率模块误判启动保护动作、保护定值设置不当和由锁相环工作故障影响功率模块。
S03：如果所述功率模块存在故障，获取第一故障功率模块，关闭所述新能源机组，断开所述调频测试平台与所述新能源机组和所述电网连接，替换所述第一故障功率模块，重新将所述调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电。通过替换第一故障功率模块，来判断是否是功率模块硬件发生损坏故障。对发生故障的功率模块替换备用的功率模块，以解决功率模块硬件故障问题。
S04：判断所述功率模块运行是否存在故障；判断方法与前文所述的步骤S021和步骤S022相同。
S05：如果所述功率模块存在故障，获取第二故障功率模块，修改所述第二故障功率模块保护定值。如果替换第一故障功率模块后，所述功率模块仍然存在故障，则排除硬件故障问题。对还存在问题的第二故障功率模块进行保护定值的修改。
S06：判断所述功率模块运行是否存在故障；判断方法与前文所述的步骤S021和步骤S022相同。
S07：如果所述功率模块存在故障，获取第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率；根据所述第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率，得到随机故障功率模块，如果修改保护定值后，所述功率模块仍然存在故障，则说明功率模块发生随机故障。首先找到发生随机故障的功率的模块。然后再对随机故障功率模块进行处理。
S08：修改所述随机故障功率模块保护定值。首先对随机故障功率模块自身的问题出发，通过修改保护定值是否可以解决故障问题。
S09：判断所述功率模块运行是否存在故障；判断方法与前文所述的步骤S021和步骤S022相同。
S10：如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值。锁相环是一种利用相位同步产生的电压，去调谐压控振荡器以产生目标频率的负反馈控制系统。根据实际使用的调频测试平台和实际需求，逐步增大锁相环的电阻值，例如：每次对锁相环的电阻值增加5欧姆，以判断是否解决了随机故障功率模块的故障问题。
S11：判断所述功率模块运行是否存在故障；判断方法与前文所述的步骤S021和步骤S022相同。
S12：如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路。
请参阅图6，图6为新能源机组调频测试平台输入锁相环前电路的结构示意图。
新能源机组调频测试平台在输入侧采用PT测量输入电压，测量信号经过隔离变压器后，输送至各个功率模块，功率模块锁相环电路锁定并输出电压相位，功率模块控制芯片根据锁相信号进行直流稳压控制，实现负载产生能量的回馈功能。
功率模块采集到PT二次侧输出的电网电压信号后，先由调理电路进行了信号处理。从PT二次侧输出的电网电压信号经过隔离变后连接到的VOa和VOa’端，设计初期位了对电网电压锁相信号上的干扰提供泄放和吸收回路，锁相信号通过电容C52、C53和SGND信号连接，SGND信号和单元的直流负母线相连接。当逆变单元开始工作时，直流母线电压会产生纹波，这样会导致SGND信号不再是一个稳定的参考地，反而将直流纹波干扰通过电容C52、C53引入到锁相信号。
锁相信号被引入了高频干扰。在硬件电路上通过检测锁相信号的过零点来锁电网电压相位。而这种高频干扰的引入会导致过零点偏差较大，从而导致电网电压锁相失败，回馈单元异常保护。如果通过修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值仍未解决故障问题，则修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路。
请参阅图7，图7为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中修改所述第二故障功率模块保护定值的方法的一个实施例的流程图。
可选的，所述修改所述第二故障功率模块保护定值的步骤包括：
S051：获取所述第二故障功率模块的三相输出电压值；
S052：根据所述三相输出电压值，通过离散快速傅里叶变换计算所述第二故障功率模块基波正序分量的线电压和持续时间。快速傅里叶变换，即利用计算机计算离散傅里叶变换的高效、快速计算方法的统称。采用这种算法能使计算机计算离散傅里叶变换所需要的乘法次数大为减少，特别是被变换的抽样点数N越多，计算量的节省就越显著。
S053：根据所述第二故障功率模块基波正序分量的线电压的最大值和所述持续时间修改所述第二故障功率模块保护定值。
可选的，所述通过离散快速傅里叶变换计算所述第二故障功率模块的基波正序分量的线电压的公式为：
Figure BDA0002733096360000101
Figure BDA0002733096360000102
其中，a为三相中的任一相，ua,cos，ua,sin为a相基波相电压傅里叶系数，f1为基波频率；
Figure BDA0002733096360000103
其中，Ua1为a相基波相电压有效值；
Figure BDA0002733096360000104
Figure BDA0002733096360000105
其中，b,c为三相中的另外两相，u1+,cos，u1+,sin为功率单元基波正序分量的电压矢量分量；ub,cos，ub,sin为b相基波相电压傅里叶系数，uc,cos，uc,sin为c相基波相电压傅里叶系数；
Figure BDA0002733096360000106
其中，U1+为基波正序分量的线电压。
请参阅图8，图8为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中得到随机故障功率模块的方法的一个实施例的流程图。
可选的，所述根据所述第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率，得到随机故障功率模块的步骤包括：
S071：将所述第三故障功率模块划分为第一模块组、第二模块组和第三模块组，根据所述故障出现概率得到所述第一模块组的故障概率、所述第二模块组的故障概率和所述第三模块组的故障概率；
S072：将故障概率高的功率模块组和故障概率低的功率模块组的位置互换；
S073：获取n次故障功率模块分布及故障出现概率，其中，n大于或者等于10；n的数值越大实验次数越多，找到的随机故障功率模块越准确，但同时，要考虑到每次启动试验的经济成本。n的数值根据实际需要进行确定，本申请对此不做具体限定。
S074：根据所述n次故障功率模块分布及故障出现概率，统计所述第一模块组的故障概率、所述第二模块组的故障概率和所述第三模块组的故障概率；
S075：所述故障概率最高的功率模块组为随机故障功率模块。
可选的，所述第一模块组包括1～K个功率模块，所述第二模块组包括K～2K个功率模块，所述第三模块组包括2K～N个功率模块；
Figure BDA0002733096360000111
其中，K为整数。
当所述随机故障功率模块的个数N可以被3整除时，则第一模块组、第二模块组和第三模块组的个数为
Figure BDA0002733096360000112
个，如果所述随机故障功率模块的个数N不可以被3整除，则对K取整。
可选的，所述修改所述随机故障功率模块保护定值的步骤包括：
S081：获取所述随机故障功率模块的三相输出电压值；
S082：根据所述随机故障功率模块的三相输出电压，通过离散快速傅里叶变换计算所述随机故障功率模块基波正序分量的线电压和持续时间；
S083：根据所述随机故障功率模块基波正序分量的线电压的最大值和所述持续时间修改所述随机故障功率模块保护定值。
请参阅图9，图9为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值的方法的一个实施例的流程图。
可选的，所述修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值的步骤包括：
S101：获取所述随机故障功率模块直流母排的电压值；
S102：根据所述直流母排的电压值，通过离散快速傅里叶变换，得到所述随机故障功率模块的基波傅里叶系数；
S103：根据所述基波傅里叶系数，通过逆快速傅里叶变换，得到所述随机故障功率模块直流母排处的基波电压值。
S104：选取所述直流母排处的基波电压值最大的随机故障功率模块为待处理随机故障功率模块，增大所述待处理随机故障功率模块的锁相环电阻值。
请参阅图10，图10为本申请提供的一种新能源机组调频测试平台功率模块调试方法中修改所述随机故障功率模块输入锁相环前电路的方法的一个实施例的流程图。
可选的，所述修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路的步骤包括：
S121：获取高压情况下的输入所述随机故障功率模块锁相环的第一电压值和低压情况下输入所述随机故障功率模块锁相环的第二电压值；
S122：根据所述第一电压值和所述第二电压值进行波形一致性分析，得到相关系数rig；
S123：如果所述相关系数rig与1的差值大于预设阈值，则去掉所述输入锁相环前的电路的接地端。
将所述相关系数rig与1进行比较，如果所述相关系数rig越接近1，则说明一致性越高。所述预设阈值越小，一致性分析的结果精度越高，根据实际的精度要求选取适合的预设阈值。
所述第一电压值和所述第二电压值通过波形一致性分析判断输入锁相环的电压是否正确，如果波形不一致则说明PT采集电压经隔离变输入锁相环前的电路存在问题，修改所述输入锁相环前的电路。
可选的，所述相关系数rig的计算公式为：
Figure BDA0002733096360000121
其中，t0表示获取电压的起始时刻，t表示动态过程中时间点，vi(t)表示t时刻第一电压值，vj(t)表示t时刻第二电压值，vi(t0)表示t0时刻第一电压值，vj(t0)表示t0时刻第二电压值。
本申请采用Pearson相关系数法计算相关系数。Pearson相关系数是使用最广泛的相关性统计量，用于测量两组连续变量之间的线性关联程度。Pearson相关系数应用于连续变量，假定两组变量均为正态分布、存在线性关系且等方差。线性关系假设两个变量之间是线性响应的，等方差假设数据在回归线上均匀分布。Pearson相关系数计算算法简单，准确性高。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，包括：将调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电，其中，所述调频测试平台包括多个功率模块、锁相环和输入锁相环前的电路；判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，获取第一故障功率模块，关闭所述新能源机组，断开所述调频测试平台与所述新能源机组和所述电网连接，替换所述第一故障功率模块，重新将所述调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电；判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，获取第二故障功率模块，修改所述第二故障功率模块保护定值。
判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，获取第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率；根据所述第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率，得到随机故障功率模块，修改所述随机故障功率模块保护定值；判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值；判断所述功率模块运行是否存在故障；如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路。
通过本申请提供的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，可以模拟判断新能源机组调频测试平台功率模块在高压测试环境下的故障问题。并在新能源机组调频测试平台进行高压测试时，可以快速准确的找到发生故障的功率模块，及时解决故障问题。保证新能源机组调频测试平台功率模块稳定可靠的安全运行。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，其特征在于，包括：
将调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电，其中，所述调频测试平台包括多个功率模块、锁相环和输入锁相环前的电路；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，获取第一故障功率模块，关闭所述新能源机组，断开所述调频测试平台与所述新能源机组和所述电网连接，替换所述第一故障功率模块，重新将所述调频测试平台串联接入新能源机组与电网之间，启动所述新能源机组发电；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，获取第二故障功率模块，修改所述第二故障功率模块保护定值；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，获取第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率；根据所述第三故障功率模块的总数N、分布及故障出现概率，得到随机故障功率模块；
修改所述随机故障功率模块保护定值；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值；
判断所述功率模块运行是否存在故障；
如果所述功率模块存在故障，修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路；
其中，得到随机故障功率模块的步骤包括：
将所述第三故障功率模块划分为第一模块组、第二模块组和第三模块组，根据所述故障出现概率得到所述第一模块组的故障概率、所述第二模块组的故障概率和所述第三模块组的故障概率；
将故障概率高的功率模块组和故障概率低的功率模块组的位置互换；
获取n次故障功率模块分布及故障出现概率，其中，n大于或者等于10；
根据所述n次故障功率模块分布及故障出现概率，统计所述第一模块组的故障概率、所述第二模块组的故障概率和所述第三模块组的故障概率；
所述故障概率最高的功率模块组为随机故障功率模块；
其中，所述修改所述随机故障功率模块输入锁相环前的电路的步骤包括：
获取高压情况下的输入所述随机故障功率模块锁相环的第一电压值和低压情况下输入所述随机故障功率模块锁相环的第二电压值；
根据所述第一电压值和所述第二电压值进行波形一致性分析，得到相关系数rig；
如果所述相关系数rig与1的差值大于预设阈值，则去掉所述输入锁相环前的电路的接地端。
2.根据权利要求1所述的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，其特征在于，所述判断所述功率模块运行是否存在故障的步骤包括：
获取所述功率模块的运行数据，所述运行数据包括电流和电压；
如果所述电流和所述电压不在正常运行的阈值范围内，则所述功率模块存在故障。
3.根据权利要求1所述的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，其特征在于，所述修改所述第二故障功率模块保护定值的步骤包括：
获取所述第二故障功率模块的三相输出电压值；
根据所述三相输出电压值，通过离散快速傅里叶变换计算所述第二故障功率模块基波正序分量的线电压和持续时间；
根据所述第二故障功率模块基波正序分量的线电压的最大值和所述持续时间修改所述第二故障功率模块保护定值。
4.根据权利要求3所述的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，其特征在于，
所述通过离散快速傅里叶变换计算所述第二故障功率模块的基波正序分量的线电压的公式为：
Figure FDA0003859050970000021
Figure FDA0003859050970000022
其中，a为三相中的任一相，ua,cos，ua,sin为a相基波相电压傅里叶系数，f1为基波频率；
Figure FDA0003859050970000023
其中，Ua1为a相基波相电压有效值；
Figure FDA0003859050970000024
Figure FDA0003859050970000025
其中，b,c为三相中的另外两相，u1+,cos，u1+,sin为功率单元基波正序分量的电压矢量分量；ub,cos，ub,sin为b相基波相电压傅里叶系数，uc,cos，uc,sin为c相基波相电压傅里叶系数；
Figure FDA0003859050970000026
其中，U1+为基波正序分量的线电压。
5.根据权利要求1所述的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，其特征在于，所述第一模块组包括1～K个功率模块，所述第二模块组包括K～2K个功率模块，所述第三模块组包括2K～N个功率模块；
Figure FDA0003859050970000031
其中，K为整数。
6.根据权利要求1所述的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，其特征在于，所述修改所述随机故障功率模块保护定值的步骤包括：
获取所述随机故障功率模块的三相输出电压值；
根据所述随机故障功率模块的三相输出电压，通过离散快速傅里叶变换计算所述随机故障功率模块基波正序分量的线电压和持续时间；
根据所述随机故障功率模块基波正序分量的线电压的最大值和所述持续时间修改所述随机故障功率模块保护定值。
7.根据权利要求1所述的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，其特征在于，所述修改所述随机故障功率模块锁相环的电阻值的步骤包括：
获取所述随机故障功率模块直流母排的电压值；
根据所述直流母排的电压值，通过离散快速傅里叶变换，得到所述随机故障功率模块的基波傅里叶系数；
根据所述基波傅里叶系数，通过逆快速傅里叶变换，得到所述随机故障功率模块直流母排处的基波电压值；
选取所述直流母排处的基波电压值最大的随机故障功率模块为待处理随机故障功率模块，增大所述待处理随机故障功率模块的锁相环电阻值。
8.根据权利要求1所述的新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法，其特征在于，所述相关系数rig的计算公式为：
Figure FDA0003859050970000032
其中，t0表示获取电压的起始时刻，t表示动态过程中时间点，vi(t)表示t时刻第一电压值，vj(t)表示t时刻第二电压值，vi(t0)表示t0时刻第一电压值，vj(t0)表示t0时刻第二电压值。
CN202011124330.3A 2020-10-20 2020-10-20 一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法 Active CN112327075B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011124330.3A CN112327075B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011124330.3A CN112327075B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112327075A CN112327075A (zh) 2021-02-05
CN112327075B true CN112327075B (zh) 2022-11-29

Family

ID=74311672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011124330.3A Active CN112327075B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112327075B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116937695B (zh) * 2023-09-18 2024-02-13 国网浙江宁波市鄞州区供电有限公司 一种光伏电源的数据分析方法、装置、设备及存储介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5818245A (en) * 1992-12-04 1998-10-06 Doble Engineering Company Impedance measuring
WO2002037653A2 (en) * 2000-10-30 2002-05-10 Ng, Yum-Meng A method and apparatus for automatically detecting and managing an ac power fault
CN101436859A (zh) * 2007-11-16 2009-05-20 安凡微电子(上海)有限公司 一种快速锁定的频率发生器
WO2013060024A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 General Electric Company Systems and methods for using in recovering converter after grid fault event
CN105811460A (zh) * 2016-05-04 2016-07-27 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种用于电子电力变压器的功率模块高频测试系统
CN107153152A (zh) * 2017-07-19 2017-09-12 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种电网适应性测试装置
CN109406876A (zh) * 2018-12-19 2019-03-01 成都能通科技有限公司 一种基于tdc的脉冲载波频率检测装置及方法
CN208795810U (zh) * 2018-09-26 2019-04-26 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种功率模块测试装置
CN209624682U (zh) * 2019-01-18 2019-11-12 华能瑞金发电有限责任公司 一种电力系统一次调频系统测频装置
CN211627707U (zh) * 2019-12-11 2020-10-02 武汉显明科技有限公司 基于控制器与功率单元分离的特高压串补保护测试系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5818245A (en) * 1992-12-04 1998-10-06 Doble Engineering Company Impedance measuring
WO2002037653A2 (en) * 2000-10-30 2002-05-10 Ng, Yum-Meng A method and apparatus for automatically detecting and managing an ac power fault
CN101436859A (zh) * 2007-11-16 2009-05-20 安凡微电子(上海)有限公司 一种快速锁定的频率发生器
WO2013060024A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 General Electric Company Systems and methods for using in recovering converter after grid fault event
CN105811460A (zh) * 2016-05-04 2016-07-27 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种用于电子电力变压器的功率模块高频测试系统
CN107153152A (zh) * 2017-07-19 2017-09-12 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种电网适应性测试装置
CN208795810U (zh) * 2018-09-26 2019-04-26 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种功率模块测试装置
CN109406876A (zh) * 2018-12-19 2019-03-01 成都能通科技有限公司 一种基于tdc的脉冲载波频率检测装置及方法
CN209624682U (zh) * 2019-01-18 2019-11-12 华能瑞金发电有限责任公司 一种电力系统一次调频系统测频装置
CN211627707U (zh) * 2019-12-11 2020-10-02 武汉显明科技有限公司 基于控制器与功率单元分离的特高压串补保护测试系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112327075A (zh) 2021-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103163363A (zh) 用于动态电压恢复器的电网电压跌落检测算法
CN112327075B (zh) 一种新能源机组调频测试平台功率模块的调试方法
Pires et al. Fault detection and diagnosis in a PV grid-connected T-type three level inverter
CN112615359A (zh) 基于电压波形比较的交直流混联电网纵联保护方法及系统
CN112305350B (zh) 一种新能源机组调频测试平台功率模块的故障检测装置
Iliyaeifar et al. Extreme learning machine-based fault location approach for terminal-hybrid LCC-VSC-HVDC transmission lines
Chen et al. A fuzzy logic approach for fault diagnosis and recovery in PHEV and EV chargers
Zhang et al. A comprehensive method for online switch fault diagnosis and capacitor condition monitoring of three-level T-type inverters
CN110208649A (zh) 基于交流电压下降速度的换相故障检测方法及装置
Kou et al. Fault diagnosis for power converters based on random forests and feature transformation
Venkatesh et al. Wavelet-ANN based classification of HVDC converter faults
Dang et al. Analysis and diagnosis scheme of parallel arc failure in DC power lines
Sharan et al. Fault diagnosis for open-circuited faults in 3-phase uncontrolled rectifier of wind energy power conversion systems
EP3879687A1 (en) Estimation of the capacitance in the dc link of a motor drive
CN111505524B (zh) 级联变换器的在线监测方法及所适用的级联变换器
Guerrero et al. A novel ground faults detection method for variable speed drives
Sahril et al. A single phase dynamic voltage restorer (DVR) with direct AC-AC converter using dq transform to mitigate voltage sag
Luo et al. FRA-Based parameter estimation for Fault diagnosis of three-phase voltage-source inverters
Stanisavljević et al. Voltage dips detection in a microgrid with distributed generation for grid-tie inverter protection purposes
Turner et al. Computation of ac-dc system disturbances. pt. iii-transient stability assessment
Liu et al. Fault diagnosis of HVDC transmission system using wavelet energy entropy and the wavelet neural network
Li et al. Multi-group fault positioning model of modular multilevel converter based on FOA-LSSVM
Zanoni et al. Synchronized Measurements for Monitoring Power Quality in DC Systems: A Proposal
Wu et al. Power Quality Disturbance Detection of DC Distribution Network Based on Tsallis Wavelet Entropy
CN112924769B (zh) 变流器故障检测方法和装置、计算机设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant