【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力電子并網裝備導納測量，具體為適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法及系統。
技術介紹
1、截止到2022年底，風電、光伏發電裝機規模增至7.6億千瓦，占總裝機容量的30％，新能源發電比例穩步提升。然而，隨著風電、光伏機組大規模并網，電力系統寬頻帶振蕩穩定頻繁發生，嚴重影響了系統安全穩定運行。為此，分析可再生新能源并網系統穩定性有著重要意義。
2、阻抗法通過建立可再生能源發電裝備的頻域阻抗/導納模型，再利用阻抗穩定性判據分析穩定性，是分析新能源逆變器并網穩定性常用的一種直觀、有效的方法。阻抗法的關鍵在于確定發電裝備的阻抗特性，常用的方法有解析阻抗建模、仿真建模測量和實際測量。當實際新能源發電裝備的逆變器控制參數與控制結構黑/灰箱化時，上述方法中僅實際阻抗測量方法能有效獲取逆變器的阻抗特性。
3、目前，快速傅里葉變換因其原理簡單、計算速度快常用于阻抗法的信號測量環節，然而實際電網大多數時間都是在以非額定頻率運行，同時信號中背景諧波和噪聲含量高，這種情況下基于fft的分析會產生頻率泄露等現象，導致阻抗/導納測量精度低。也有學者通過相位修正的方法提升了測量精度，但這種方法是建立在基頻頻率準確的基礎上，適用性有限。
技術實現思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術。
2、因此，本專利技術解決的技術問題是：現有的阻抗法和快速傅里葉變換法存在適用性差，精度不足，以及如何不依賴基頻頻率實現高精度測量的問題。
3、為解決上
4、作為本專利技術所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的一種優選方案，其中：所述取觀測點作為擾動信號作為正序擾動進行輸入包括在測量頻率范圍10～2000hz內取k個待測頻率點，作為注入擾動電壓的頻率fp，按待測頻率取樣順序，注入待測頻率為fp的正序擾動vpa、vpb和vpc。
5、作為本專利技術所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的一種優選方案，其中：所述利用多項擬合法計算電壓和電流的頻率的相量包括待系統穩定后，對待測裝備輸出端口的三相電壓va、vb和vc及三相電流ia、ib和ic進行采樣，基于多項式擬合的寬頻帶信號測量方法計算信號中頻率為fp的電壓相量vp和電流相量ip，表示為：
6、xw(t)≈p(t)·h
7、其中，p(t)是頻率的正余弦函數與時間函數相乘的矩陣，h是多項式系數矩陣，分別表示為：
8、p(t)＝[cos(2πf0t),-sin(2πf0t),tcos(2πf0t),-t?sin(2πf0t),…,tncos(2πf0t),-tnsin(2πf0t)，…,cos(2πfmt),-sin(2πfmt),tcos(2πfmt),-tsin(2πfmt),…,tncos(2πfmt),-tn?sin(2πfmt)]
9、
10、其中，fm表示分量頻率，amn、bmn為擬合第m個非基頻分量的n次多項式系數，t表示時間，t表示轉置，當每個分量頻率fm都確定時，通過最小二乘法得到多項式系數矩陣h，表示為：
11、h＝{[p(t)]tp(t)}-1[p(t)]txw(t)
12、求解多項式矩陣，得到信號中每個分量的幅值、相角和頻率，表示為：
13、
14、
15、
16、其中，xm′為電壓電流相量的幅值，為電壓電流相量的相角，fm′為頻率，δfm為頻率修正量。
17、作為本專利技術所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的一種優選方案，其中：所述將頻率的相量作為負序擾動注入系統包括在系統中重新注入耦合頻率fp1的負序擾動，系統穩定后重新采集三相電壓和三相電流
18、fp1＝2fp-2fn
19、其中，fn為電網基頻。
20、作為本專利技術所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的一種優選方案，其中：所述再次利用多項擬合法計算電壓和電流的頻率的相量包括待系統穩定后，對待測裝備輸出端口的三相電壓va、vb和vc及三相電流ia、ib和ic再次進行采樣，基于多項式擬合的寬頻帶信號測量方法計算信號中頻率為fp1的電壓相量vp1和電流相量ip1。
21、作為本專利技術所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的一種優選方案，其中：所述計算頻率的導納包括根據兩次電壓電流相量，計算出被測裝備在頻率fp處的頻率耦合導納，表示為：
22、
23、其中，y11、y12、y21和y22為被測裝備頻率耦合導納矩陣中的四個元素。
24、作為本專利技術所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的一種優選方案，其中：所述判斷是否完成所有待測頻率的計算包括每次完成一輪計算后系統記錄當前完成的測量的頻率，輸入完成檢測模型中，識別模型輸出值變化，表示為：
25、
26、其中，z表示測試頻率總數，r表示測量次數，δir表示完成系數。
27、本專利技術的另外一個目的是提供一種適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量系統，其能通過將阻抗/導納測量看作是確定性分量的測量，利用基于多項式擬合的寬頻帶信號測量方法對逆變器阻抗/導納進行高精度測量，能解決電網頻率波動導致阻抗/導納測量結果不準的問題，解決了目前的快速傅里葉變換測量技術含有的測量精度不足的問題。
28、作為本專利技術所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量系統的一種優選方案，其中：包括擾動信號輸入模塊，信號采樣計算模塊，導納分析模塊；所述擾動信號輸入模塊用于取觀測點作為擾動信號作為正序擾動進行輸入；所述信號采樣計算模塊用于采樣待測設備輸出的電壓和電流，利用多項擬合法計算電壓和電流的頻率的相量，將頻率的相量作為負序擾動注入系統；所述導納分析模塊用于再次利用多項擬合法計算電壓和電流的頻率的相量，計算頻率的導納，并判斷是否完成所有待測頻率的計算。
29、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序是實現適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的步驟。
30、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的步驟。
31、本專利技術的有益效果：本專利技術提供的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法通過將阻抗/導納測量看作是確定性分量的測量，利用基于多項式擬合的寬頻帶信號測量方法對逆變器阻抗/導納進行高精度測量，能解決本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述取觀測點作為擾動信號作為正序擾動進行輸入包括在測量頻率范圍10～2000Hz內取k個待測頻率點，作為注入擾動電壓的頻率fp，按待測頻率取樣順序，注入待測頻率為fp的正序擾動vpa、vpb和vpc。
3.如權利要求2所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述利用多項擬合法計算電壓和電流的頻率的相量包括待系統穩定后，對待測裝備輸出端口的三相電壓va、vb和vc及三相電流ia、ib和ic進行采樣，基于多項式擬合的寬頻帶信號測量方法計算信號中頻率為fp的電壓相量Vp和電流相量Ip，表示為：
4.如權利要求3所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述將頻率的相量作為負序擾動注入系統包括在系統中重新注入耦合頻率fp1的負序擾動，系統穩定后重新采集三相電壓和三相電流
5.如權利要求4所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征
6.如權利要求5所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述計算頻率的導納包括根據兩次電壓電流相量，計算出被測裝備在頻率fp處的頻率耦合導納，表示為：
7.如權利要求6所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述判斷是否完成所有待測頻率的計算包括每次完成一輪計算后系統記錄當前完成的測量的頻率，輸入完成檢測模型中，識別模型輸出值變化，表示為：
8.一種采用如權利要求1～7任一所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的系統，其特征在于：包括擾動信號輸入模塊，信號采樣計算模塊，導納分析模塊；
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述取觀測點作為擾動信號作為正序擾動進行輸入包括在測量頻率范圍10～2000hz內取k個待測頻率點，作為注入擾動電壓的頻率fp，按待測頻率取樣順序，注入待測頻率為fp的正序擾動vpa、vpb和vpc。
3.如權利要求2所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述利用多項擬合法計算電壓和電流的頻率的相量包括待系統穩定后，對待測裝備輸出端口的三相電壓va、vb和vc及三相電流ia、ib和ic進行采樣，基于多項式擬合的寬頻帶信號測量方法計算信號中頻率為fp的電壓相量vp和電流相量ip，表示為：
4.如權利要求3所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述將頻率的相量作為負序擾動注入系統包括在系統中重新注入耦合頻率fp1的負序擾動，系統穩定后重新采集三相電壓和三相電流
5.如權利要求4所述的適用于并網逆變器頻率耦合導納的高精度測量方法，其特征在于：所述再次利用多項擬合法計算電壓和電流的頻率的相量包括待系統穩定后，對待測裝備輸出端口的三相電壓va、vb和vc及...
【專利技術屬性】
技術研發人員：卓浩澤，周柯，金慶忍，羅安，榮飛，彭也倫，莫枝閱，吳麗芳，俞小勇，帥智康，陳燕東，伍文華，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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