[发明专利]新能源并网变流器的正负序阻抗测量模块、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种新能源并网变流器的正负序阻抗测量模块、系统及方法。

背景技术

风力发电机组、光伏发电单元和储能装置通过并网变流器接入电网，从而实现新能源发电并网运行。但是并网变流器与电网之间的交互作用及其自身的交互作用都会影响新能源发电系统并网的稳定性。因此，在大型新能源电站的设计与运行中必须考虑新能源并网变流器的稳定性，而新能源并网变流器的稳定性又与变流器宽频域下的阻抗具有密切的关系。其中，主要采用谐波电压注入法测量风机变流器的阻抗，即将谐波电压源与理想电源串联后向待测风机变流器注入一个可控的谐波电压，对待测新能源并网变流器输出的谐波电流进行采集分离，从而可以计算出较为准确的、频谱完整的变流器阻抗。

目前，变流器阻抗测量装置主要包括常规阻抗测量装置和离线仿真测量装置。常规阻抗测量装置只能对容量为几十千瓦的新能源并网变流器进行阻抗测量，并且测量时间很长，测量精度不够。离线仿真测量装置可以对兆瓦级的新能源并网变流器进行阻抗测量，但是测量结果受仿真模型的影响比较大，测量结果不精确。特别是在三相交流变流器的阻抗测量中还需要测量变流器的正序阻抗，而常规阻抗测量装置和离线仿真测量装置均不能向三相交流风机变流器注入由多个信号调制在一起的复杂信号，因此不能准确测量新能源并网变流器的正负序阻抗。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种新能源并网变流器的正负序阻抗测量模块、系统方法。

第一方面，本发明中一种新能源并网变流器的正负序阻抗测量模块的技术方案是：

所述测量模块包括：

扰动电压注入单元，用于向预设的新能源并网变流器仿真模型的并网点注入不同特征频率的扰动电压信号；

并网点电压/电流采集单元，用于在所述扰动电压注入单元向并网点注入各特征频率的扰动电压信号之后，采集所述并网点处与所述各特征频率对应的第一时域电压信号和第一时域电流信号；

阻抗计算单元，用于对所述并网点电压/电流采集单元采集到的所有第一时域电压信号和第一时域电流信号进行FFT插值计算，得到与所述各特征频率对应的第二时域电压信号和第二时域电流信号；依据所述第二时域电压信号和第二时域电流信号获取与所述各特征频率对应的电压幅值、电流幅值和相角，并依据所述电压幅值和电流幅值计算与所述各特征频率对应的阻抗幅值；

阻抗bode图生成单元，用于依据所述各特征频率，及与所述各特征频率对应的阻抗幅值和相角绘制bode图。

第二方面，本发明中一种新能源并网变流器的正负序阻抗测量系统的技术方案是：

所述测量系统包括依次连接的控制器、I/O接口设备和实时仿真系统；

所述控制器为新能源并网变流器的实际控制器；

所述I/O接口设备，用于传输所述控制器与实时仿真系统之间的数字信号和模拟信号；

所述实时仿真系统包括如上述的正负序阻抗测量模块，用于测量所述新能源并网变流器的正负序阻抗。

第三方面，本发明中一种新能源并网变流器的正负序阻抗测量方法的技术方案是：

向预设的新能源并网变流器仿真模型的并网点注入不同特征频率的扰动电压信号；所述新能源并网变流器仿真模型包括电网模型和所述新能源并网变流器的主电路模型；所述扰动电压信号包括正序扰动电压信号或负序扰动电压信号；

采集注入所述扰动电压信号之后所述并网点处与各特征频率对应的第一时域电压信号和第一时域电流信号；

对所有第一时域电压信号和第一时域电流信号进行FFT插值计算，得到与所述各特征频率对应的第二时域电压信号和第二时域电流信号；

依据所述第二时域电压信号和第二时域电流信号获取与各特征频率对应的电压幅值、电流幅值和相角，并依据所述电压幅值和电流幅值计算与各特征频率对应的阻抗幅值；

依据各特征频率，及与各特征频率对应的阻抗幅值和相角绘制bode图。

与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种新能源并网变流器的正负序阻抗测量模块，通过扰动电压注入单元向新能源并网变流器仿真模型注入电压扰动信号，可以灵活控制扰动电压信号的相位、幅值和波形，从而可以测量新能源并网变流器的正负序阻抗；