[发明专利]新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法及系统

说明书

本发明公开了一种新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法及系统，该方法包括：获取新能源发电机组发电试验中的三相输出电压、三相输出电流；将三相输出电压、三相输出电流进行快速傅里叶变换，获取电压电流数据的频谱信息；根据新能源机组的不同运行工况下的电压，电流得到不同工况下的各次谐波阻抗；利用多项式最小二乘法拟合对多次试验得到的各次谐波阻抗值进行拟合得到最终的新能源发电机组的谐波阻抗特性模型方程。通过该方法得到全功率范围内的谐波阻抗特性模型，具有普适性，同时是基于实测运行数据进行分析的，模型的准确率和可靠性更高。

技术领域

本发明属于新能源发电设备(风力发电、光伏发电)谐波模型技术领域，具体涉及一种新能源发电机组全功率范围谐波阻抗模型获取方法。

背景技术

随着节能减排政策的不断深入执行，新能源(风电、光伏)所占能源的比重迅速增加，大量新能源发电设备大量并网运行，电网消纳在可再生能源规模也相应增大。大量新能源发电机组通过由电力电子开关器件为基本元件所构成的变流器并网，与之同时，由于大量新能源机组并网所引起电网谐波问题已经引起了广泛的重视，对新能源机组谐波成分与谐波模型的分析，有利于人们提出相应的谐波抑制策略以减少谐波对机组、电网的影响。

一直以来，一方面，对新能源机组的谐波模型建立使用的是电磁暂态离线仿真软件进行数值仿真对单台机组的谐波特性进行建模，但是因为分布参数的不确定性，离散化算法的截断误差等因数导致仿真模型中的主电路参数、控制算法参数等不可能与实际设备做到完全一致，从而可能造成谐波模型不够准确；另一方面，新能源机组运行状态具有全功率范围内随机性特点，而以往基于实测数据的谐波建模方法往往在一种运行工况下进行的，其谐波特征结果不具备普适性，无法满足新能源机组的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源发电机组全功率范围谐波阻抗预测方法，其利用全功率范围内的多运行点实测数据得到权功能范围的谐波模型，实现了谐波阻抗模型的构建进而得到全功率范围谐波阻抗的预测。

一方面，本发明提供的一种新能源发电机组全功率范围谐波特性模型获取方法，包括如下步骤：

步骤S1：每类工况下均以预设采样率采集新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流；

其中，新能源发电机组与负载电性连接，工况差异为新能源发电机组的输出功率差异；

步骤S2：对步骤S1采集的每类工况下的三相电压、三相电流分别进行快速傅里叶变换得到每类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流的频谱数据；

其中，所述频谱数据表示新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流在不同谐波次数所在频率的实部和虚部幅值；

步骤S3：基于步骤S2中每类工况下新能源发电机组的三相输出电压、三相输出电流频谱数据获取每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗；

所述每个谐波阻抗均包括虚部和实部；

步骤S4：分别构建谐波阻抗实部和虚部特性模型方程；

其中，所述谐波阻抗实部、虚部的特性模型方程分别为谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的一元多项式回归方程，所述工况因子用于表示工况类型；

步骤S5：基于步骤S3中每类工况下新能源发电机组的a、b、c三相中每个谐波阻抗采用最小二乘法求解一元多项式回归方程得到谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的特性模型方程；

其中，将实时工况对应的工况因子代入谐波阻抗实部-工况因子、谐波阻抗虚部-工况因子的特性模型方程得到谐波阻抗的实时实部和虚部。