[发明专利]一种分频段复合正交脉冲注入的三相电网阻抗测量方法

说明书

本发明提出了一种分频段复合正交脉冲注入的三相电网阻抗测量方法，属于发电系统技术领域。该方法包括以下步骤：（1）根据三相逆变器设计参数确定电网阻抗测量带宽；（2）对测量频率范围按低频段、中频段、高频段进行频段划分；（3）针对不同频段分别设计正交的脉冲序列，并将设计的脉冲分别叠加在三相逆变器的d、q轴电流给定上；（4）分别采样各频段脉冲注入期间PCC点电压电流并利用FFT转换到频域上，并计算正负序电网阻抗；（5）将步骤（4）所得到的结果按频率复合，得到宽频率范围的三相电网阻抗测量结果。本发明可以在较少的测量次数下对较宽频率范围的电网阻抗实现高精度测量，同时减少脉冲注入期间并网电流谐波含量，提高电能质量。

技术领域

本发明涉及一种分频段复合正交脉冲注入的三相电网阻抗测量方法，属于发电系统技术领域。

背景技术

采用阻抗分析法研究并网系统的稳定性时，不需要掌握并网系统的动态细节，只需要知道阻抗比Z_g(s)/Z_inv(s)就能分析系统的稳定性，并且可以在获取电网阻抗信息的基础上，通过自适应控制逆变器的阻抗来实现增强系统稳定性的目的，因此获取电网阻抗信息对于系统的稳定性研究至关重要。但是电网阻抗难以通过建模的方法直接得到，一方面因为接入电网的设备、线路众多，无法一一给出等效模型；另一方面由于接入电网的设备每时每刻都在发生变化，无法实时知道设备的运行状态，因此实际应用场合中多采用在线测量的方式得到电网阻抗。

现阶段电网阻抗在线测量方法集中在两个方面。一是仅利用电力系统的固有参数或自身负载变化的激励来测量电网阻抗，但当并网系统的固有谐波或其他电力参数不明显时，会大幅降低电网阻抗的测量精度，且该方法计算量较大，实现较为复杂。二是通过在并网逆变器的控制上叠加扰动信号以激发电网响应来实现电网阻抗测量。但在叠加扰动信号的过程中，向电网引入大量谐波，对系统的稳定运行造成影响。

发明内容

本发明提出了一种分频段复合正交脉冲注入的三相电网阻抗测量方法，该方法可以在较少的测量次数下对较宽频率范围的电网阻抗实现高精度测量，同时大幅衰减脉冲注入期间并网电流谐波分量，提高电能质量。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种分频段复合正交脉冲注入的三相电网阻抗测量方法，包括如下步骤：

(1)根据三相逆变器设计参数确定电网阻抗测量带宽；

(2)对测量频率范围进行频段划分；

(3)针对不同频段的特征分别设计正交的脉冲序列，并将设计的脉冲同时注入叠加在三相逆变器的d、q轴电流给定上；

(4)分别采样脉冲注入期间三相PCC点电压电流，利用FFT转换到频域上，从而计算正序电网阻抗和负序电网阻抗；

(5)将步骤(4)所获得的正序电网阻抗和负序电网阻抗测量结果按频率复合，得到宽频率范围的三相电网阻抗测量结果。

所述步骤(2)中所述对测量频率范围进行频段划分为高频段，中频段和低频段。

所述步骤(3)中所述设计的正交的脉冲序列同时注入叠加在三相逆变器的d、q轴电流给定上的具体过程如下：

假设需要在并网电流上产生频率为f_n、幅值为I_fn的正序谐波分量i_{gp_pos}，则d轴和q轴需要同时注入幅值为I_fn，频率为f_n-f₀的谐波分量，同时q轴分量相位滞后d轴分量90°；同理，若需要在并网电流上产生频率为f_n、幅值为I_fn的负序谐波分量i_{gp_neg}，则d轴和q轴需要同时注入幅值为I_fn，频率为f_n+f₀的谐波分量，同时q轴分量相位超前d轴分量90°。