一种变流器阻抗测量方法与流程

    专利查询2025-12-23  13


    本发明涉及变流器阻抗测量,具体涉及一种变流器阻抗测量方法。


    背景技术:

    1、能源是人们得以生存发展的基石。电能作为能源利用的一种最重要形态,绿色、清洁、低碳的发电具有举足轻重的意义。在此背景下,能源的低碳化趋势刻不容缓,势必给能源电力行业的发展带来新的挑战。

    2、近些年来,我国大力推崇新能源发电,新能源,即可再生能源,通常为大自然中循环再生的能源,包括风能、水能、太阳能、潮汐能等等,于是产生了风力发电、光伏发电、水力发电等等新型发电方式,也使得新能源在电力系统中的占比越发增加。随着新能源装机容量的不断增长,决定了其与电网之间的接口——新能源变流器设备必定呈现高比例特征,电力系统趋于电力电子化,电力系统如今呈现“双高”趋势(高比例新能源接入与高比例电力电子设备应用)。而随着变流器比例逐渐增加,必然会带来新的稳定性问题,这类问题不能仅仅依赖于传统电力系统振荡分析方法。

    3、目前,新能源变流器的稳定性问题可以通过基于频域理论的阻抗分析法来进行,此方法根据电网和变流器的控制模型及参数分别建立阻抗模型,将变流器与电网视为相互独立的部分,依据变流器和电网自身的端口外特性来分析电力系统的稳定性。该方法的关键在于是否能够精确的刻画变流器的阻抗模型,因此研究新能源变流器阻抗测量技术将对变流器阻抗建模,稳定性分析的发展具有重大意义。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提出一种变流器阻抗测量方法,能够对变流器阻抗进行高效可靠测量,以实现精确的刻画变流器的阻抗模型。

    2、为实现上述目的,本发明提供一种变流器阻抗测量方法,所述方法基于变流器阻抗测量电路实现,所述变流器阻抗测量电路包括依次连接的直流电源、变流器、滤波器、电阻r,所述电阻r的一端与交流电网连接,公共连接点设于所述滤波器与所述电阻r之间,所述电阻r并联一个开关k;

    3、所述方法包括:

    4、步骤s1,闭合开关k,维持变流器运行在稳定工作点,在公共连接点的电流采样信号中叠加正序扰动电流信号以用作变流器的控制器的输入,测量并记录受正序扰动电流信号影响的公共连接点的三相电压和三相电流;

    5、步骤s2,断开开关k,将电阻串入测量电路,维持变流器运行在稳定工作点,在公共连接点的电流采样信号中叠加与步骤s1相同的正序扰动电流信号以用作变流器的控制器的输入,测量并记录受正序扰动电流信号影响的公共连接点的三相电压和三相电流;

    6、步骤s3,将步骤s1和步骤s2得到的三相电压和三相电流进行离散傅里叶变换分析,根据分析结果计算出变流器的正序阻抗;

    7、步骤s4,闭合开关k,维持变流器运行在稳定工作点,在公共连接点的电流采样信号中叠加逆序扰动电流信号以用作变流器的控制器的输入,测量并记录受逆序扰动电流信号影响的公共连接点的三相电压和三相电流;

    8、步骤s5,断开开关k,将电阻串入测量电路,维持变流器运行在稳定工作点,在公共连接点的电流采样信号中叠加与步骤s4相同的逆序扰动电流信号以用作变流器的控制器的输入,测量并记录受逆序扰动电流信号影响的公共连接点的三相电压和三相电流;

    9、步骤s6,将步骤s4和步骤s5得到的三相电压和三相电流进行离散傅里叶变换分析,根据分析结果计算出变流器的逆序阻抗。

    10、进一步地,所述步骤s3进一步包括:

    11、对步骤s1得到的三相电压和三相电流进行离散傅里叶变换分析,得到该三相电压和三相电流的频域表示,进一步根据该三相电压和三相电流的频域表示进行正负序分解得到三相正序电压u1+和三相正序电流i1+;

    12、对步骤s2得到的三相电压和三相电流进行离散傅里叶变换分析,得到该三相电压和三相电流的频域表示,进一步根据该三相电压和三相电流的频域表示进行正负序分解得到三相正序电压u2+和三相正序电流i2+;

    13、根据计算变流器的正序阻抗。

    14、进一步地,所述方法还包括:

    15、重复执行所述步骤s1~s3多次得到多个正序阻抗,在每次执行所述步骤s1~s3过程中在公共连接点的电流采样信号中叠加的正序扰动电流信号的频率不同,最后将所述多个正序阻抗取平均值作为最终的变流器的正序阻抗。

    16、进一步地,正序扰动电流信号的频率范围为10hz~4khz。

    17、进一步地,所述步骤s3进一步包括:

    18、对步骤s1得到的三相电压和三相电流进行离散傅里叶变换分析,得到该三相电压和三相电流的频域表示,进一步根据该三相电压和三相电流的频域表示进行正负序分解得到三相逆序电压u1-和三相逆序电流i1-;

    19、对步骤s2得到的三相电压和三相电流进行离散傅里叶变换分析,得到该三相电压和三相电流的频域表示,进一步根据该三相电压和三相电流的频域表示进行正负序分解得到三相逆序电压u2-和三相逆序电流i2-;

    20、根据计算变流器的逆序阻抗。

    21、进一步地,所述方法还包括:

    22、重复执行所述步骤s1~s3多次得到多个逆序阻抗,在每次执行所述步骤s1~s3过程中在公共连接点的电流采样信号中叠加的逆序扰动电流信号的频率不同,最后将所述多个逆序阻抗取平均值作为最终的变流器的逆序阻抗。

    23、进一步地,逆序扰动电流信号的频率范围为10hz~4khz。

    24、本发明的方法能够对变流器阻抗进行高效可靠测量,以实现精确的刻画变流器的阻抗模型,在步骤s1和s4中,通过闭合开关k并维持变流器运行在稳定工作点,确保了测量条件的一致性,避免了由于工作点不稳定带来的测量误差。通过在公共连接点的电流采样信号中叠加正序和逆序扰动电流信号,可以激发变流器对扰动的响应,从而更准确地测量变流器的阻抗。在步骤s2和s5中,断开开关k并将电阻串入测量电路,再进行一次测量,通过两次测量并比较结果,可以减少随机误差,提高测量精度。在步骤s3和s6中,对两次测量得到的三相电压和三相电流进行离散傅里叶变换分析,可以准确地分离出正序和逆序分量,从而计算出变流器的正序和逆序阻抗。本申请通过改变网侧电阻和叠加扰动信号的方法,简化了测量过程,提高了操作的便捷性,这种方法可以在变流器正常运行的情况下进行阻抗测量,即在线测量,避免了由于停机带来的损失。由于操作简便且能够在线进行,这种方法容易被广泛采用和推广。



    技术特征:

    1.一种变流器阻抗测量方法,其特征在于,所述方法基于变流器阻抗测量电路实现,所述变流器阻抗测量电路包括依次连接的直流电源、变流器、滤波器和电阻r,所述电阻r的一端与交流电网连接,公共连接点设于所述滤波器与所述电阻r之间,所述电阻r并联一个开关k;

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤s3进一步包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,正序扰动电流信号的频率范围为10hz~4khz。

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤s3进一步包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,逆序扰动电流信号的频率范围为10hz~4khz。


    技术总结
    本发明涉及一种变流器阻抗测量方法,所述方法基于变流器阻抗测量电路实现,所述变流器阻抗测量电路包括依次连接的直流电源、变流器、滤波器、电阻R,所述电阻R的一端与交流电网连接,公共连接点设于所述滤波器与所述电阻R之间,所述电阻R并联一个开关K。所述方法通过改变网侧电阻,且改变前后均在并网逆变器并网电流的采样信号中叠加相同的宽频域电流扰动信号,对在公共连接点因此所激发的电压、电流响应进行前后两次测量,结合两次的测量结果来计算三相并网逆变器的正负序阻抗。本发明选择在二次侧叠加扰动的方法,相比传统方法更加便捷,可以做到在线测量,容易推广。

    技术研发人员:潘杰,王佳佳,张佰玲,熊彪,李洪卫,秦飞,王浩,李伟,赵维栋,胡永沈
    受保护的技术使用者:深圳供电局有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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