[发明专利]电网不对称条件下三相电网阻抗实时检测方法

权利要求书

1.一种电网不对称条件下三相电网阻抗实时检测方法，利用三相谐波电流发生器单元通过导线与待检测并网变换器的三相电网连接，并在相谐波电流发生器单元和三相电网之间的导线上安装电流传感器和电压传感器，其特征在于步骤如下：

a.通过三相谐波电流发生器单元同时向并网变换器的三相电网中注入非特征次频率分别为f₁＝175Hz,f₂＝325Hz，幅值均为2A的正序谐波电流；

b.获得分离电网电压中两种非特征次频率谐波的电压分量：

利用设置在三相电网上的电压传感器获取采样电网侧三相线电压u_ab、u_bc、u_ca；利用公式：对三相线电压u_ab、u_bc、u_ca进行Clark变换，得到两相静止坐标系下电压u_α和u_β；

将电压u_α和u_β进行运算电压分离计算，分别得到频率分别为f₁＝175Hz,f₂＝325Hz的三相对称正序谐波的电压在两相静止坐标系下正序分量u_Pα175、u_Pβ175、u_Pα325、u_Pβ325以及负序分量u_Nα175、u_Nβ175、u_Nα325、u_Nβ325；

c.获取分离电流中两种非特征次频率谐波的电流分量：

利用设置在三相电网上的电流传感器获取采样电网侧的三相电流i_a、i_b、i_c；利用公式：对三相电流i_a、i_b、i_c进行Clark变换，得到两相静止坐标系下的电流i_α和i_β；

将电流i_α和i_β进行电流分离计算，分别得到频率分别为f₁＝175Hz,f₂＝325Hz幅值均为2A的三相对称正序谐波电流在两相静止坐标系下的正序分量i_α175、i_β175、i_α325、i_β325，将正序分量i_α175、i_β175、i_α325、i_β325分别代入公式：得到175Hz谐波电流的相角θ₁₇₅和325Hz谐波电流的相角θ₃₂₅；

d.利用公式：对三相线电压u_ab、u_bc、u_ca进行Clark变换，得到两相静止坐标系下电压u_α和u_β；

将电压u_α、u_β进行电压分离计算，分别得到频率分别为f₁＝175Hz,f₂＝325Hz的三相对称正序谐波的电压在两相静止坐标系下正序分量u_Pα175、u_Pβ175、u_Pα325、u_Pβ325以及负序分量u_Nα175、u_Nβ175、u_Nα325、u_Nβ325；

e.分别求解两种非特征次频率谐波电压的有效值：

利用公式：将u_Pα175、u_Pβ175、u_Nα175、u_Nβ175以及u_Pα325、u_Pβ325、u_Nα325、u_Nβ325分别进行反Clark变换，得到两组正序线电压u_Pab175、u_Pbc175、u_Pca175和u_Pab325、u_Pbc325、u_Pca325以及两组负序线电压u_Nab175、u_Nbc175、u_Nca175和u_Nab325、u_Nbc325、u_Nca325；

利用公式：将两组正序线电压和两组负序线电压分别对应相加，得到线电压u_ab175、u_bc175、u_ca175和线电压u_ab325、u_bc325、u_ca325；

利用公式：分别计算得到频率分别为f₁＝175Hz,f₂＝325Hz的三相对称正序谐波中每个线电压的有效值：U_ab175、U_bc175、U_ca175和U_ab325、U_bc325、U_ca325；其中T代表注入谐波电流的周期时间；

f.分别计算175Hz以及325Hz频率下谐波电压与谐波电流夹角：

将175Hz的电流角度{θ₁₇₅、-θ₁₇₅}带入公式：

将电压u_Pα、u_Pβ、u_Nα、u_Nβ进行两相静止坐标系到两相旋转坐标系变换，得到根据电流相角{θ₁₇₅、-θ₁₇₅}同步坐标系下旋转下新的电压分量u_Pd、u_Pq、u_Nd、u_Nq，将新得到的电压分量u_Pd、u_Pq、u_Nd、u_Nq代入公式：得到对应线电压u_ab175的向量与相电流i_a175的向量之间的夹角θ＝θ_ab-a-175，同理，通过电流相角将{θ₃₂₅、-θ₃₂₅}，分别求解对应的电压分量u_Pd、u_Pq、u_Nd、u_Nq，并根据新得到的电压分量u_Pd、u_Pq、u_Nd、u_Nq分别得到线电压u_bc175的向量与相电流i_b175的向量之间的夹角θ_bc-b-175；线电压u_ca175的向量与相电流i_c175的向量之间的夹角θ_ca-c-175；线电压u_ab325的向量与相电流i_a325的向量之间的夹角θ_ab-a-325；线电压u_bc325的向量与相电流i_b325的向量之间的夹角θ_bc-b-325；线电压u_ca325的向量与相电流i_c325的向量之间的夹角θ_ca-c-325；其中求解线电压向量与相电流之间的夹角时时，δ＝0；求解线电压向量与相电流之间的夹角时，δ＝2π/3；求解线电压向量与相电流之间的夹角时，δ＝4π/3；

g.计算各相电网阻抗：

利用公式：Q_ab-a-175＝U_ab175·sin(θ_ab-a-175)，得到线电压向量在相电流向量垂直方向上的投影Q_ab-a-175，利用公式：Q_ab-a-325＝U_ab325·sin(θ_ab-a-325)，得到线电压向量在相电流向量垂直方向上的投影Q_ab-a-325；再根据公式：得到B相电阻值R_b，ω₁₇₅、ω₃₂₅分别为175Hz以及325Hz电流的角速度，式中I_b是b相注入的非特征次谐波电流有效值；

h.利用公式：P_ab-a-175＝U_ab175·cos(θ_ab-a-175)，得到线电压向量在相电流向量方向上的投影P_ab-a-175，利用公式：P_ab-a-325＝U_ab325·cos(θ_ab-a-325)，得到线电压向量在相电流向量方向上的投影P_ab-a-325，最后利用公式：得到B相电感值L_b；

同理，得到投影{Q_ca-c-175、Q_ca-c-325}，{Q_bc-b-175、Q_bc-b-325}后，利用公式：

求解得到A相电阻值R_a电感值L_a；利用公式：

求解得到C相电阻值R_c电感值L_c。