CN116699248A - 一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新能源涉网性能测试技术领域,具体涉及了一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法及系统,该方法包括:利用扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流;根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量;利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗。本申请提供的技术方案,消除了测量装置和电网非线性阻抗耦合对新能源发电单元阻抗测量的影响,提高了阻抗测量准确性。
Description
技术领域
本发明属于新能源涉网性能测试技术领域,具体涉及一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法及系统。
背景技术
近年来,阻抗分析法成为分析和解决大规模新能源并网振荡问题的重要方法,阻抗测量已成为新能源并网装置涉网性能测试的重要内容。
目前,阻抗测量方法主要包括基于控制硬件在环的阻抗测量方法和基于扰动注入装置现场实测的阻抗测量方法。基于控制硬件在环的阻抗测量方法由于控制在环延时、仿真步长等因素无法忽略,半导体、电感电容温升等非线性因素难以计及,以及现场风电机组参数差异性大等原因,使得控制在环测量结果存在一定误差。
为准确揭示新能源发电单元阻抗特性,一般采用扰动注入装置现场实测新能源发电宽频阻抗的方法。阻抗现场实测通过扰动注入装置注入特定频率的电压扰动,采集新能源发电单元端口电压、电流,得到该频率下新能源发电单元阻抗,然后通过依次改变扰动频率,得到宽频阻抗测量结果。该方法解决了测量装置拓扑、扰动电压注入等问题,将频域下电压、电流比值作为新能源发电单元阻抗。但由于测量装置本身具备输出阻抗,呈现非理想电压源特性,电压、电流之间存在多频率耦合响应,电压、电流不仅受新能源发电单元阻抗影响,还受测量装置和电网等效阻抗的非线性耦合影响,可见基于电压、电流比计算得到的阻抗不能完全反映被测对象真实阻抗特性,致使测量精度不足。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题,本申请提供一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法及系统。
根据本申请实施例的第一方面,提供一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法,所述新能源发电单元通过测量装置中的三个耦合变压器的原边分别连接到电网的三相输电线路上;所述测量装置中的三个耦合变压器的副边的一端分别与测量装置中的扰动注入装置的输出端连接,所述三个耦合变压器的副边的另一端相互连接;
所述新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法包括:
利用所述扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流;
根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量;
利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗。
优选的,所述新能源发电单元与每个耦合变压器之间的三相输电线路上均设有第一电感,每个耦合变压器与电网之间的三相输电线路上均设有第二电感;
所述预设的测量点分别从每个耦合变压器与所述第一电感之间的三相输电线路上选取。
优选的,所述利用所述扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流,包括:
在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的各预设工作点下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为各第一预设频率的正序电压扰动,并采集各预设的测量点的第一三相电压和第一三相电流,直至正序电压扰动的持续注入时间达到Td,停止注入正序电压扰动;
在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的各预设工作点下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为各第二预设频率的负序电压扰动,并采集各预设的测量点的第二三相电压和第二三相电流,直至负序电压扰动的持续注入时间达到Td,停止注入负序电压扰动;其中,Td<(Tm/2)。
优选的,所述第一预设频率和所述第二预设频率的关系为:
fpp= fp-2f1
上式中,fp为第一预设频率,fpp为第二预设频率,f1为电网的额定频率。
优选的,所述根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,包括:
对各预设的测量点的三相电压和三相电流进行傅里叶变换,得到频域信号;
对各预设的测量点的三相电压和三相电流进行傅里叶变换,得到频域信号;
利用所述频域信号,计算新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量。
优选的,所述频域信号包括:第一次扰动电压正序频域信号、第一次扰动电压负序频域信号、第一次扰动电流正序频域信号、第一次扰动电流负序频域信号、第二次扰动电压正序频域信号、第二次扰动电压负序频域信号、第二次扰动电流正序频域信号和第二次扰动电流负序频域信号;
所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量包括:测量装置与电网耦合的等效负序导纳、测量装置与电网耦合的等效正序导纳、新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值。
优选的,所述对各预设的测量点的三相电压和三相电流进行傅里叶变换,得到频域信号,包括:
在第一预设频率下对各预设的测量点的第一三相电压进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第一三相电压进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对各预设的测量点的第一三相电流进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第一三相电流进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流负序频域信号;
在第一预设频率下对各预设的测量点的第二三相电压进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第二三相电压进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对各预设的测量点的第二三相电流进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第二三相电流进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流负序频域信号。
优选的,所述测量装置与电网耦合的等效负序导纳的计算式,包括:
Yeq1=-in1/vn1
上式中,Yeq1为测量装置与电网耦合的等效负序导纳,in1为第一次扰动电流负序频域信号,vn1为第一次扰动电压负序频域信号;
所述测量装置与电网耦合的等效正序导纳的计算式,包括:
Yeq2=-ip2/vp2
上式中,Yeq2为测量装置与电网耦合的等效正序导纳,ip2为第二次扰动电流正序频域信号,vp2为第二次扰动电压正序频域信号;
所述新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳的计算式,包括:
Yp=ip1/vp1
上式中,Yp为新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳,ip1为第一次扰动电流正序频域信号,vp1为第一次扰动电压正序频域信号;
所述新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳的计算式,包括:
Yn=in2/vn2
上式中,Yn为新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳,in2为第二次扰动电流负序频域信号,vn2为第二次扰动电压负序频域信号;
所述注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值的计算式,包括:
Dp=vn1/vp1
上式中,Dp为注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值;
所述注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值的计算式,包括:
Dn=vp2/vn2
上式中,Dn为注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值。
优选的,所述利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗,包括:
利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量;
利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,计算得到所述新能源发电单元的阻抗。
优选的,所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,包括:
所述新能源发电单元与连接线正序导纳、新能源发电单元与连接线负序导纳、新能源发电单元与连接线正序耦合导纳和新能源发电单元与连接线负序耦合导纳。
优选的,所述利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,包括:
利用新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效负序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线正序导纳;
利用新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效正序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线负序导纳;
利用新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效负序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线负序耦合导纳;
利用新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效正序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线正序耦合导纳。
优选的,所述新能源发电单元与连接线正序导纳的计算式,包括:
上式中,Ypp为新能源发电单元与连接线正序导纳,Yp为新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳,Dp为注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值,Dn为注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值,Yeq1为测量装置与电网耦合的等效负序导纳;
所述新能源发电单元与连接线负序导纳的计算式,包括:
上式中,Ynn为新能源发电单元与连接线负序导纳,Yeq2为测量装置与电网耦合的等效正序导纳,Yn为新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳;
所述新能源发电单元与连接线负序耦合导纳的计算式,包括:
上式中,Ynp为新能源发电单元与连接线负序耦合导纳;
所述新能源发电单元与连接线正序耦合导纳的计算式,包括:
上式中,Ypn为新能源发电单元与连接线正序耦合导纳。
优选的,所述利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,计算得到所述新能源发电单元的阻抗,包括:
利用所述新能源发电单元与连接线正序导纳、所述新能源发电单元与连接线负序导纳、所述新能源发电单元与连接线正序耦合导纳和所述新能源发电单元与连接线负序耦合导纳,计算得到所述新能源发电单元的阻抗。
优选的,所述新能源发电单元的阻抗ZRE的计算式,包括:
上式中,ZRE为新能源发电单元的阻抗,Ypp为所述新能源发电单元与连接线正序导纳,Ynn为所述新能源发电单元与连接线负序导纳,Ynp为所述新能源发电单元与连接线负序耦合导纳,Ypn为所述新能源发电单元与连接线正序耦合导纳,Zline为所述新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路的阻抗。
优选的,所述新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路的阻抗的计算式,包括:
上式中,Zline为所述新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路的阻抗,j为虚部符号;fp为第一预设频率,Lline为新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路上的电感值,f1为电网的额定频率。
根据本申请实施例的第二方面,提供一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量系统,所述新能源发电单元通过测量装置中的三个耦合变压器的原边分别连接到电网的三相输电线路上;所述测量装置中的三个耦合变压器的副边的一端分别与测量装置中的扰动注入装置的输出端连接,所述三个耦合变压器的副边的另一端相互连接;
所述新能源发电单元的宽频带阻抗测量系统包括:
注入单元,用于利用所述扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流;
第一计算单元,用于根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量;
第二计算单元,用于利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗。
根据本申请实施例的第三方面,提供一种计算机设备,包括:一个或多个处理器;
所述处理器,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,实现上述的新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法。
根据本申请实施例的第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现上述的新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法。
本发明取得如下的有益效果:
本发明提供一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法及系统,新能源发电单元通过测量装置中的三个耦合变压器的原边分别连接到电网的三相输电线路上;测量装置中的三个耦合变压器的副边的一端分别与测量装置中的扰动注入装置的输出端连接,三个耦合变压器的副边的另一端相互连接;新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法包括:利用扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流;根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量;利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗。本发明通过根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,再利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗,消除了测量装置和电网非线性阻抗耦合对新能源发电单元阻抗测量的影响,提高了阻抗测量准确性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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是本发明实施例提供的一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法涉及的拓扑结构的示意图;
图2是本发明实施例提供的一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法的流程图;
图3是本发明实施例提供的一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法的流程图;
图4是本发明实施例提供的一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量系统的结构框图;
图中,L1-第一电感,L2-第二电感,T1-耦合变压器,M1-第一测量点,M2-第二测量点,M3-第三测量点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法,如图1所示,应用该方法的拓扑结构包括:新能源发电单元、测量装置、电网、第一电感L1和第二电感L2;测量装置包括:三个耦合变压器T1和扰动注入装置;
新能源发电单元通过三个耦合变压器T1的原边分别连接到电网的三相输电线路上;三个耦合变压器T1的副边的一端分别与扰动注入装置的输出端连接,三个耦合变压器T1的副边的另一端相互连接;
第一电感L1设置于新能源发电单元与每个耦合变压器T1之间的三相输电线路上,第二电感L2设置于每个耦合变压器T1与电网之间的三相输电线路。
需要说明的是,本发明实施例中涉及的“扰动注入装置”,是本领域技术人员所熟知的,因此,其具体实现方式不做过多描述。
如图2所示,本发明提供的一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法,包括:
步骤101:利用扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流;
步骤102:根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量;
步骤103:利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗。
具体的,如图1所示,预设的测量点分别从每个耦合变压器T1与第一电感L1之间的三相输电线路上选取;
预设的测量点包括:第一测量点M1、第二测量点M2和第三测量点M3。
进一步的,步骤101,包括:
在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的各预设工作点下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为各第一预设频率的正序电压扰动,并采集各预设的测量点的第一三相电压和第一三相电流,直至正序电压扰动的持续注入时间达到Td,停止注入正序电压扰动;
在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的各预设工作点下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为各第二预设频率的负序电压扰动,并采集各预设的测量点的第二三相电压和第二三相电流,直至负序电压扰动的持续注入时间达到Td,停止注入负序电压扰动;其中,Td<(Tm/2)。
需要说明的是,本发明实施例对“预设测量周期”、“预设工作点”、“第一预设频率”和“第二预设频率”不做限定,一些实施例中,可以由本领域技术人员根据实验数据或工程需要进行设置。
一些实施例中,预设工作点可以但不限于由零功率分多次增加到额定功率。例如,设初始预设工作点为Pset,预设工作点依次递增,且预设工作点之间的差值为△Pset,△Pset可以但不限于由本领域技术人员根据实验数据或工程需要进行设置。
进一步的,第一预设频率和第二预设频率的关系为:
fpp= fp-2f1
上式中,fp为第一预设频率,fpp为第二预设频率,f1为电网的额定频率。
一些实施例中,第一预设频率和第二预设频率可以但不限于由1Hz分多次增加到5000Hz。
进一步的,步骤102,包括:
步骤1021:对各预设的测量点的三相电压和三相电流进行傅里叶变换,得到频域信号;
步骤1022:利用频域信号,新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量。
具体的,频域信号包括:第一次扰动电压正序频域信号、第一次扰动电压负序频域信号、第一次扰动电流正序频域信号、第一次扰动电流负序频域信号、第二次扰动电压正序频域信号、第二次扰动电压负序频域信号、第二次扰动电流正序频域信号和第二次扰动电流负序频域信号;
新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量包括:测量装置与电网耦合的等效负序导纳、测量装置与电网耦合的等效正序导纳、新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值。
进一步的,步骤1021:包括:
步骤1021a:在第一预设频率下对各预设的测量点的第一三相电压进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第一三相电压进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对各预设的测量点的第一三相电流进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第一三相电流进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流负序频域信号;
步骤1021b:在第一预设频率下对各预设的测量点的第二三相电压进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第二三相电压进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对各预设的测量点的第二三相电流进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第二三相电流进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流负序频域信号。
例如,令va1、vb1和vc1分别为第一测量点M1、第二测量点M2和第三测量点M3的第一三相电压,ia1、ib1和ic1分别为第一测量点M1的、第二测量点M2和第三测量点M3的第一三相电流,va2、vb2和vc2分别为第一测量点M1、第二测量点M2和第三测量点M3的第二三相电压,ia2、ib2和ic2分别为第一测量点M1的、第二测量点M2和第三测量点M3的第二三相电流;
在第一预设频率下对va1、vb1、vc1进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对va1、vb1、vc1进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对ia1、ib1、ic1进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对ia2、ib2、ic2进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流负序频域信号;
在第一预设频率下对va2、vb2、vc2进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对va2、vb2、vc2进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对ia2、ib2、ic2进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对ia2、ib2、ic2进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流负序频域信号。
进一步的,测量装置与电网耦合的等效负序导纳的计算式,包括:
Yeq1=-in1/vn1
上式中,Yeq1为测量装置与电网耦合的等效负序导纳,in1为第一次扰动电流负序频域信号,vn1为第一次扰动电压负序频域信号;
测量装置与电网耦合的等效正序导纳的计算式,包括:
Yeq2=-ip2/vp2
上式中,Yeq2为测量装置与电网耦合的等效正序导纳,ip2为第二次扰动电流正序频域信号,vp2为第二次扰动电压正序频域信号;
新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳的计算式,包括:
Yp=ip1/vp1
上式中,Yp为新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳,ip1为第一次扰动电流正序频域信号,vp1为第一次扰动电压正序频域信号;
新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳的计算式,包括:
Yn=in2/vn2
上式中,Yn为新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳,in2为第二次扰动电流负序频域信号,vn2为第二次扰动电压负序频域信号;
注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值的计算式,包括:
Dp=vn1/vp1
上式中,Dp为注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值;
注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值的计算式,包括:
Dn=vp2/vn2
上式中,Dn为注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值。
进一步的,步骤103:,包括:
步骤1031:利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量;
步骤1032:利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,计算得到新能源发电单元的阻抗;
其中,新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,包括:
新能源发电单元与连接线正序导纳、新能源发电单元与连接线负序导纳、新能源发电单元与连接线正序耦合导纳和新能源发电单元与连接线负序耦合导纳。
需要说明的是,连接线指的是新能源发电单元与测量装置之间的三相输电线路,即新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路。
进一步的,步骤1031,包括:
步骤1031a:利用新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效负序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线正序导纳;
步骤1031b:利用新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效正序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线负序导纳;
步骤1031c:利用新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效负序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线负序耦合导纳;
步骤1031d:利用新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效正序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线正序耦合导纳。
具体的,新能源发电单元与连接线正序导纳的计算式,包括:
上式中,Ypp为新能源发电单元与连接线正序导纳,Yp为新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳,Dp为注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值,Dn为注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值,Yeq1为测量装置与电网耦合的等效负序导纳;
新能源发电单元与连接线负序导纳的计算式,包括:
上式中,Ynn为新能源发电单元与连接线负序导纳,Yeq2为测量装置与电网耦合的等效正序导纳,Yn为新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳;
新能源发电单元与连接线负序耦合导纳的计算式,包括:
上式中,Ynp为新能源发电单元与连接线负序耦合导纳;
新能源发电单元与连接线正序耦合导纳的计算式,包括:
上式中,Ypn为新能源发电单元与连接线正序耦合导纳。
进一步的,步骤1032,包括:
利用新能源发电单元与连接线正序导纳、新能源发电单元与连接线负序导纳、新能源发电单元与连接线正序耦合导纳和新能源发电单元与连接线负序耦合导纳,计算得到新能源发电单元的阻抗。
进一步的,新能源发电单元的阻抗ZRE的计算式,包括:
上式中,ZRE为新能源发电单元的阻抗,Ypp为新能源发电单元与连接线正序导纳,Ynn为新能源发电单元与连接线负序导纳,Ynp为新能源发电单元与连接线负序耦合导纳,Ypn为新能源发电单元与连接线正序耦合导纳,Zline为新能源发电单元与耦合变压器T1之间的三相输电线路的阻抗。
具体的,新能源发电单元与耦合变压器T1之间的三相输电线路的阻抗的计算式,包括:
上式中,Zline为新能源发电单元与耦合变压器T1之间的三相输电线路的阻抗,j为虚部符号;fp为第一预设频率,Lline为新能源发电单元与耦合变压器T1之间的三相输电线路上的电感值,f1为电网的额定频率。
实施例二
利用本发明的一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法还可以实现逐个工作点、逐个频率点对如图1所示的拓扑结构的测量装置和电网阻抗影响下新能源发电单元阻抗进行测量。
例如,设置新能源发电单元工作点为Pset,Pset由零功率分多次增加到额定功率,每次增加△Pset;在每个新能源发电单元工作点Pset下,设置频率点fp,频率点fp由1Hz分多次增加到5000Hz,每次增加△fp。具体的,如图3所示,利用本发明的一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法,逐个工作点、逐个频率点对测量装置和电网阻抗影响下新能源发电单元阻抗进行测量,包括以下步骤:
步骤201:在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的工作点Pset下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为fp的正序电压扰动,正序电压扰动的持续注入时间为Td,注入正序电压扰动的同时执行步骤202;
步骤202:持续采集预设的测量点处的三相电压和三相电流;此时,第一测量点M1、第二测量点M2和第三测量点M3的第一三相电压为va1、vb1和vc1,第一测量点M1、第二测量点M2和第三测量点M3的第一三相电流为ia1、ib1和ic1,采样时间达到Td,执行步骤203;
步骤203:利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为fp-2f1的负序电压扰动,负序电压扰动的持续注入时间为Td,注入负序电压扰动的同时执行步骤204;
步骤204:持续采集预设的测量点处的三相电压和三相电流;此时,第一测量点M1、第二测量点M2和第三测量点M3的第二三相电压为va2、vb2和vc2,第一测量点M1、第二测量点M2和第三测量点M3的第二三相电流为ia2、ib2和ic2,采样时间达到Td,执行步骤205;
步骤205:对各预设的测量点的三相电压和三相电流进行傅里叶变换,得到频域信号;
具体的,在第一预设频率下对va1、vb1、vc1进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对va1、vb1、vc1进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对ia1、ib1、ic1进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对ia2、ib2、ic2进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流负序频域信号;
在第一预设频率下对va2、vb2、vc2进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对va2、vb2、vc2进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对ia2、ib2、ic2进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对ia2、ib2、ic2进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流负序频域信号;
步骤206:在第一次注入正序电压扰动下,利用频域信号,计算得到测量装置与电网耦合的等效负序导纳Yeq1;在第二次注入负序电压扰动下,利用频域信号,计算得到测量装置与电网耦合的等效正序导纳Yeq2;
步骤207:利用频域信号,计算得到新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳Yp、新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳Yn、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值Dp和注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值Dn;
步骤208:利用测量装置与电网耦合的等效负序导纳Yeq1、测量装置与电网耦合的等效正序导纳Yeq2、新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳Yp、新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳Yn、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值Dp和注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值Dn,计算得到新能源发电单元与连接线正序导纳Ypp、新能源发电单元与连接线负序导纳Ynn、新能源发电单元与连接线正序耦合导纳Ypn和新能源发电单元与连接线负序耦合导纳Ynp;
步骤209:利用新能源发电单元与连接线正序导纳Ypp、新能源发电单元与连接线负序导纳Ynn、新能源发电单元与连接线正序耦合导纳Ypn和新能源发电单元与连接线负序耦合导纳Ynp,计算得到新能源发电单元的阻抗ZRE;
步骤2010:判断fp是否小于fpmax,若fp小于fpmax,则令fp=fp+△fp,并返回步骤1;若fp大于等于fpmax,则执行步骤2011;其中,fpmax为预设的最大频率(即5000Hz);
步骤2011:判断Pset是否小于Pn,若Pset小于Pn,则Pset=Pset+△Pset,并返回步骤201;若Pset大于等于Pn,则输出新能源发电单元的阻抗,结束流程;其中,Pn为新能源发电单元的额定功率。
可以理解的是,因为新能源发电单元的阻抗为各工作点对应的各频率点下的阻抗,所以假设工作点的总数量为n,频率点总数量为m,则输出的新能源发电单元的阻抗有n组,每组中包含m个。
实施例三
本发明还提供一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量系统,新能源发电单元通过测量装置中的三个耦合变压器T1的原边分别连接到电网的三相输电线路上;测量装置中的三个耦合变压器T1的副边的一端分别与测量装置中的扰动注入装置的输出端连接,三个耦合变压器T1的副边的另一端相互连接;
如图4所示,本发明提供的一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量系统包括:
注入单元,用于利用扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流;
第一计算单元,用于根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量;
第二计算单元,用于利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗。
进一步的,新能源发电单元与每个耦合变压器T1之间的三相输电线路上均设有第一电感L1,每个耦合变压器T1与电网之间的三相输电线路上均设有第二电感L2;
预设的测量点分别从每个耦合变压器T1与第一电感L1之间的三相输电线路上选取。
进一步的,注入单元,具体用于:
在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的各预设工作点下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为各第一预设频率的正序电压扰动,并采集各预设的测量点的第一三相电压和第一三相电流,直至正序电压扰动的持续注入时间达到Td,停止注入正序电压扰动;
在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的各预设工作点下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为各第二预设频率的负序电压扰动,并采集各预设的测量点的第二三相电压和第二三相电流,直至负序电压扰动的持续注入时间达到Td,停止注入负序电压扰动;其中,Td<(Tm/2)。
进一步的,第一预设频率和第二预设频率的关系为:
fpp= fp-2f1
上式中,fp为第一预设频率,fpp为第二预设频率,f1为电网的额定频率。
进一步的,第一计算单元,包括:
变换模块,用于对各预设的测量点的三相电压和三相电流进行傅里叶变换,得到频域信号;
第一计算模块,用于利用频域信号,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量。
进一步的,频域信号包括:第一次扰动电压正序频域信号、第一次扰动电压负序频域信号、第一次扰动电流正序频域信号、第一次扰动电流负序频域信号、第二次扰动电压正序频域信号、第二次扰动电压负序频域信号、第二次扰动电流正序频域信号和第二次扰动电流负序频域信号;
新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量包括:测量装置与电网耦合的等效负序导纳、测量装置与电网耦合的等效正序导纳、新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值。
进一步的,变换模块,具体用于:
在第一预设频率下对各预设的测量点的第一三相电压进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第一三相电压进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对各预设的测量点的第一三相电流进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第一三相电流进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流负序频域信号;
在第一预设频率下对各预设的测量点的第二三相电压进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第二三相电压进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对各预设的测量点的第二三相电流进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第二三相电流进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流负序频域信号。
进一步的,测量装置与电网耦合的等效负序导纳的计算式,包括:
Yeq1=-in1/vn1
上式中,Yeq1为测量装置与电网耦合的等效负序导纳,in1为第一次扰动电流负序频域信号,vn1为第一次扰动电压负序频域信号;
测量装置与电网耦合的等效正序导纳的计算式,包括:
Yeq2=-ip2/vp2
上式中,Yeq2为测量装置与电网耦合的等效正序导纳,ip2为第二次扰动电流正序频域信号,vp2为第二次扰动电压正序频域信号;
新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳的计算式,包括:
Yp=ip1/vp1
上式中,Yp为新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳,ip1为第一次扰动电流正序频域信号,vp1为第一次扰动电压正序频域信号;
新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳的计算式,包括:
Yn=in2/vn2
上式中,Yn为新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳,in2为第二次扰动电流负序频域信号,vn2为第二次扰动电压负序频域信号;
注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值的计算式,包括:
Dp=vn1/vp1
上式中,Dp为注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值;
注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值的计算式,包括:
Dn=vp2/vn2
上式中,Dn为注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值。
进一步的,第二计算单元,包括:
第二计算模块,用于利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量;
第三计算模块,用于利用新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,计算得到新能源发电单元的阻抗。
进一步的,新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,包括:
新能源发电单元与连接线正序导纳、新能源发电单元与连接线负序导纳、新能源发电单元与连接线正序耦合导纳和新能源发电单元与连接线负序耦合导纳。
进一步的,第二计算模块,包括:
第一计算子模块,用于利用新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效负序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线正序导纳;
第二计算子模块,用于利用新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效正序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线负序导纳;
第三计算子模块,用于利用新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效负序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线负序耦合导纳;
第四计算子模块,用于利用新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效正序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线正序耦合导纳。
进一步的,新能源发电单元与连接线正序导纳的计算式,包括:
上式中,Ypp为新能源发电单元与连接线正序导纳,Yp为新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳,Dp为注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值,Dn为注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值,Yeq1为测量装置与电网耦合的等效负序导纳;
新能源发电单元与连接线负序导纳的计算式,包括:
上式中,Ynn为新能源发电单元与连接线负序导纳,Yeq2为测量装置与电网耦合的等效正序导纳,Yn为新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳;
新能源发电单元与连接线负序耦合导纳的计算式,包括:
上式中,Ynp为新能源发电单元与连接线负序耦合导纳;
新能源发电单元与连接线正序耦合导纳的计算式,包括:
上式中,Ypn为新能源发电单元与连接线正序耦合导纳。
进一步的,第三计算模块,具体用于:
利用新能源发电单元与连接线正序导纳、新能源发电单元与连接线负序导纳、新能源发电单元与连接线正序耦合导纳和新能源发电单元与连接线负序耦合导纳,计算得到新能源发电单元的阻抗。
进一步的,新能源发电单元的阻抗ZRE的计算式,包括:
上式中,ZRE为新能源发电单元的阻抗,Ypp为新能源发电单元与连接线正序导纳,Ynn为新能源发电单元与连接线负序导纳,Ynp为新能源发电单元与连接线负序耦合导纳,Ypn为新能源发电单元与连接线正序耦合导纳,Zline为新能源发电单元与耦合变压器T1之间的三相输电线路的阻抗。
进一步的,新能源发电单元与耦合变压器T1之间的三相输电线路的阻抗的计算式,包括:
上式中,Zline为新能源发电单元与耦合变压器T1之间的三相输电线路的阻抗,j为虚部符号;fp为第一预设频率,Lline为新能源发电单元与耦合变压器T1之间的三相输电线路上的电感值,f1为电网的额定频率。
可以理解的是,上述提供的系统实施例与上述的方法实施例对应,相应的具体内容可以相互参考,在此不再赘述。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
实施例四
基于同一种发明构思,本发明还提供了一种计算机设备,该计算机设备包括处理器以及存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等,其是终端的计算核心以及控制核心,其适于实现一条或一条以上指令,具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能,以实现上述实施例中一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法的步骤。
实施例五
基于同一种发明构思,本发明还提供了一种存储介质,具体为计算机可读存储介质(Memory),所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备,用于存放程序和数据。可以理解的是,此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质,当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间,该存储空间存储了终端的操作系统。并且,在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令,这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是,此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM 存储器,也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令,以实现上述实施例中一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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保护范围之内。
Claims (18)
1.一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法,其特征在于,所述新能源发电单元通过测量装置中的三个耦合变压器的原边分别连接到电网的三相输电线路上;所述测量装置中的三个耦合变压器的副边的一端分别与测量装置中的扰动注入装置的输出端连接,所述三个耦合变压器的副边的另一端相互连接;
所述新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法包括:
利用所述扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流;
根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量;
利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述新能源发电单元与每个耦合变压器之间的三相输电线路上均设有第一电感,每个耦合变压器与电网之间的三相输电线路上均设有第二电感;
所述预设的测量点分别从每个耦合变压器与所述第一电感之间的三相输电线路上选取。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流,包括:
在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的各预设工作点下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为各第一预设频率的正序电压扰动,并采集各预设的测量点的第一三相电压和第一三相电流,直至正序电压扰动的持续注入时间达到Td,停止注入正序电压扰动;
在预设测量周期Tm内,在新能源发电单元的各预设工作点下,利用扰动注入装置向新能源发电单元注入频率为各第二预设频率的负序电压扰动,并采集各预设的测量点的第二三相电压和第二三相电流,直至负序电压扰动的持续注入时间达到Td,停止注入负序电压扰动;其中,Td<(Tm/2)。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一预设频率和所述第二预设频率的关系为:
fpp= fp-2f1
上式中,fp为第一预设频率,fpp为第二预设频率,f1为电网的额定频率。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,包括:
对各预设的测量点的三相电压和三相电流进行傅里叶变换,得到频域信号;
利用所述频域信号,计算新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述频域信号包括:第一次扰动电压正序频域信号、第一次扰动电压负序频域信号、第一次扰动电流正序频域信号、第一次扰动电流负序频域信号、第二次扰动电压正序频域信号、第二次扰动电压负序频域信号、第二次扰动电流正序频域信号和第二次扰动电流负序频域信号;
所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量包括:测量装置与电网耦合的等效负序导纳、测量装置与电网耦合的等效正序导纳、新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述对各预设的测量点的三相电压和三相电流进行傅里叶变换,得到频域信号,包括:
在第一预设频率下对各预设的测量点的第一三相电压进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第一三相电压进行傅里叶变换,得到第一次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对各预设的测量点的第一三相电流进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第一三相电流进行傅里叶变换,得到第一次扰动电流负序频域信号;
在第一预设频率下对各预设的测量点的第二三相电压进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第二三相电压进行傅里叶变换,得到第二次扰动电压负序频域信号;在第一预设频率下对各预设的测量点的第二三相电流进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流正序频域信号;在第二预设频率下对各预设的测量点的第二三相电流进行傅里叶变换,得到第二次扰动电流负序频域信号。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述测量装置与电网耦合的等效负序导纳的计算式,包括:
Yeq1=-in1/vn1
上式中,Yeq1为测量装置与电网耦合的等效负序导纳,in1为第一次扰动电流负序频域信号,vn1为第一次扰动电压负序频域信号;
所述测量装置与电网耦合的等效正序导纳的计算式,包括:
Yeq2=-ip2/vp2
上式中,Yeq2为测量装置与电网耦合的等效正序导纳,ip2为第二次扰动电流正序频域信号,vp2为第二次扰动电压正序频域信号;
所述新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳的计算式,包括:
Yp=ip1/vp1
上式中,Yp为新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳,ip1为第一次扰动电流正序频域信号,vp1为第一次扰动电压正序频域信号;
所述新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳的计算式,包括:
Yn=in2/vn2
上式中,Yn为新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳,in2为第二次扰动电流负序频域信号,vn2为第二次扰动电压负序频域信号;
所述注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值的计算式,包括:
Dp=vn1/vp1
上式中,Dp为注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值;
所述注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值的计算式,包括:
Dn=vp2/vn2
上式中,Dn为注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗,包括:
利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量;
利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,计算得到所述新能源发电单元的阻抗。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,包括:
所述新能源发电单元与连接线正序导纳、新能源发电单元与连接线负序导纳、新能源发电单元与连接线正序耦合导纳和新能源发电单元与连接线负序耦合导纳。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,包括:
利用新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效负序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线正序导纳;
利用新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效正序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线负序导纳;
利用新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效负序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线负序耦合导纳;
利用新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳、注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值、注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值和测量装置与电网耦合的等效正序导纳,计算得到新能源发电单元与连接线正序耦合导纳。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述新能源发电单元与连接线正序导纳的计算式,包括:
上式中,Ypp为新能源发电单元与连接线正序导纳,Yp为新能源发电单元与测量装置解耦前正序导纳,Dp为注入正序电压扰动时的负序电压与正序电压比值,Dn为注入负序电压扰动时的负序电压与正序电压比值,Yeq1为测量装置与电网耦合的等效负序导纳;
所述新能源发电单元与连接线负序导纳的计算式,包括:
上式中,Ynn为新能源发电单元与连接线负序导纳,Yeq2为测量装置与电网耦合的等效正序导纳,Yn为新能源发电单元与测量装置解耦前负序导纳;
所述新能源发电单元与连接线负序耦合导纳的计算式,包括:
上式中,Ynp为新能源发电单元与连接线负序耦合导纳;
所述新能源发电单元与连接线正序耦合导纳的计算式,包括:
上式中,Ypn为新能源发电单元与连接线正序耦合导纳。
13.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦后的相关变量,计算得到所述新能源发电单元的阻抗,包括:
利用所述新能源发电单元与连接线正序导纳、所述新能源发电单元与连接线负序导纳、所述新能源发电单元与连接线正序耦合导纳和所述新能源发电单元与连接线负序耦合导纳,计算得到所述新能源发电单元的阻抗。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述新能源发电单元的阻抗ZRE的计算式,包括:
上式中,ZRE为新能源发电单元的阻抗,Ypp为所述新能源发电单元与连接线正序导纳,Ynn为所述新能源发电单元与连接线负序导纳,Ynp为所述新能源发电单元与连接线负序耦合导纳,Ypn为所述新能源发电单元与连接线正序耦合导纳,Zline为所述新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路的阻抗。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路的阻抗的计算式,包括:
上式中,Zline为所述新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路的阻抗,j为虚部符号;fp为第一预设频率,Lline为新能源发电单元与耦合变压器之间的三相输电线路上的电感值,f1为电网的额定频率。
16.一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量系统,其特征在于,所述新能源发电单元通过测量装置中的三个耦合变压器的原边分别连接到电网的三相输电线路上;所述测量装置中的三个耦合变压器的副边的一端分别与测量装置中的扰动注入装置的输出端连接,所述三个耦合变压器的副边的另一端相互连接;
所述新能源发电单元的宽频带阻抗测量系统包括:
注入单元,用于利用所述扰动注入装置向新能源发电单元注入电压扰动,并采集各预设的测量点的三相电压和三相电流;
第一计算单元,用于根据各预设的测量点的三相电压和三相电流,计算得到新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量;
第二计算单元,用于利用所述新能源发电单元与测量装置和电网阻抗解耦前的相关变量,计算得到与测量装置和电网阻抗解耦后的新能源发电单元的阻抗。
17.一种计算机设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;
所述处理器,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,实现如权利要求1至15中任意一项所述的新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法。
18.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求1至15中任意一项所述的新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117054746A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-14 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种新能源现场的阻抗同步测量系统和方法 |
CN117310287A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-29 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种双馈风电机组机-网侧的阻抗解耦测量装置和方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107656143A (zh) * | 2016-12-14 | 2018-02-02 | 中国电力科学研究院有限公司 | 新能源并网变流器的正负序阻抗测量模块、系统及方法 |
CN109932568A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-06-25 | 重庆大学 | 并网逆变器阻抗的测量方法 |
CN110108946A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-09 | 重庆大学 | 三相并网变流器的自阻抗和互阻抗测量系统及方法 |
CN112421683A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-02-26 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种并网逆变器的多回路控制参数辨识方法及系统 |
CN114325113A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-12 | 浙江大学 | 基于采样信号扰动叠加的逆变器正负序阻抗测量方法 |
CN114465269A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-10 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于阻尼比灵敏度的风电机组阻抗重塑方法与装置 |
CN114564821A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-31 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法 |
CN114597911A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-06-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种新能源发电振荡抑制方法与系统 |
US20220200579A1 (en) * | 2020-12-17 | 2022-06-23 | Huazhong University Of Science And Technology | Method for impedance prediction of a voltage source converter under variable operating points |
CN114935690A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-23 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种适用于新能源并网系统阻抗测量的扰动注入和阻抗测量方法及系统 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7508224B2 (en) * | 2006-04-07 | 2009-03-24 | Michael Lamar Williams | Method for measuring stability margin at a node of a polyphase power grid |
CN108303590B (zh) | 2018-01-31 | 2019-08-16 | 湖南大学 | 基于mmc的兆瓦级宽频带阻抗测量装置及其控制方法 |
CN108918973B (zh) | 2018-07-20 | 2020-07-10 | 湖南大学 | 基于upqc的高精度阻抗测量装置及其切换控制方法 |
CN113533857B (zh) * | 2021-07-13 | 2022-08-23 | 浙江大学 | 基于扰动谐波注入法的新能源发电设备阻抗测量系统 |
CN114113792A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-03-01 | 武汉大学 | 一种基于三阶段插值的电网阻抗快速准确测量方法 |
CN218733935U (zh) * | 2022-05-23 | 2023-03-24 | 深圳市禾望电气股份有限公司 | 一种用于并网设备端口阻抗特性测量的扰动电压发生装置 |
CN115037054A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-09 | 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 | 基于三相自平衡、低压故障定位隔离的换相开关智能终端 |
US20220413026A1 (en) * | 2022-08-29 | 2022-12-29 | Mahdi Davarpanah | Zero-sequence impedance measurement of coupled ac transmission lines |
CN116087623A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-05-09 | 东南大学 | 一种新能源并网系统整体阻抗测量方法及装置 |
CN115980453B (zh) * | 2023-03-21 | 2023-07-11 | 中国电力科学研究院有限公司 | 电网阻抗智能感知方法、系统、计算机设备及存储介质 |
-
2023
- 2023-08-01 CN CN202310955245.9A patent/CN116699248B/zh active Active
-
2024
- 2024-06-12 US US18/740,672 patent/US12117473B1/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107656143A (zh) * | 2016-12-14 | 2018-02-02 | 中国电力科学研究院有限公司 | 新能源并网变流器的正负序阻抗测量模块、系统及方法 |
CN109932568A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-06-25 | 重庆大学 | 并网逆变器阻抗的测量方法 |
CN110108946A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-09 | 重庆大学 | 三相并网变流器的自阻抗和互阻抗测量系统及方法 |
US20220200579A1 (en) * | 2020-12-17 | 2022-06-23 | Huazhong University Of Science And Technology | Method for impedance prediction of a voltage source converter under variable operating points |
CN112421683A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-02-26 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种并网逆变器的多回路控制参数辨识方法及系统 |
CN114325113A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-12 | 浙江大学 | 基于采样信号扰动叠加的逆变器正负序阻抗测量方法 |
CN114465269A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-10 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于阻尼比灵敏度的风电机组阻抗重塑方法与装置 |
CN114597911A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-06-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种新能源发电振荡抑制方法与系统 |
CN114564821A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-31 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于单相扰动注入的并网逆变器阻抗建模方法 |
CN114935690A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-23 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种适用于新能源并网系统阻抗测量的扰动注入和阻抗测量方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李光辉等: "基于控制硬件在环的风电机组阻抗测量及影响因素分析", 《电网技术》, vol. 43, no. 5, pages 1624 - 1631 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117054746A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-14 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种新能源现场的阻抗同步测量系统和方法 |
CN117310287A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-29 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种双馈风电机组机-网侧的阻抗解耦测量装置和方法 |
CN117054746B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-05-28 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种新能源现场的阻抗同步测量系统和方法 |
CN117310287B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-06-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种双馈风电机组机-网侧的阻抗解耦测量装置和方法 |
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Publication number | Publication date |
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