[发明专利]一种电网阻抗的测量方法及并网系统

说明书

本申请实施例提供一种电网阻抗的测量方法及并网系统，用以在多台变流器并联运行的场景下测量交流电网的阻抗，使得系统安全稳定地运行。方法包括：获取每台变流器的并网点电压，并网点为并网系统与交流电网的连接点；在每台变流器的并网点电压的相位满足相同条件时，同时在每台变流器的控制信号上叠加扰动信号而产生叠加后的控制信号，以通过叠加后的控制信号改变每台变流器的输出电流；相同条件为每台变流器获取到的并网点电压的相位均等于预设值；根据叠加扰动信号后的每台变流器的输出电流之和以及并网点电压计算交流电网的阻抗。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电网阻抗的测量方法及并网系统。

背景技术

随着当今社会对能源的关注度不断提高，发电技术的应用越来越广泛。实际应用中，风力发电机、光伏电池板以及燃料电池等各种类型的发电系统均需要通过变流器与交流电网并网连接，并向交流电网进行功率传输。

变流器与交流电网的连接示意图可以如图1所示。图1中，变流器的输出端口与交流电网连接，变流器与交流电网的连接点可以称为公共连接点(point of commoncoupling，PCC)，也可以称为并网点；变流器中的开关网络用于实现逆变功能；变流器通过锁相环(phase locked loop，PLL)与交流电网保持同步；此外，电流控制器根据采集的电流i_abc、控制信号(也可以称为电流参考指令)以及PLL输出的并网点电压的相位值θ对开关网络的输出电流进行控制，使得变流器稳定运行。

实际应用中，由于电网的传输线路上存在阻抗以及传输线路上可能存在各种输电设备，因而变流器通过并网点连接的电网并非是理想电网，通常认为变流器通过等效阻抗Z_g与交流电网相连，如图1所示。不难看出，等效阻抗Z_g存在于变流器的等效控制环路之中，Z_g的存在会改变该控制环路的响应时间和阻尼特性。因而，准确获取电网阻抗的值，并对变流器进行有针对性的控制调整，可以使得整个系统安全稳定地运行。

现有技术中，通常采用如下方案对电网阻抗进行测量：在输入电流控制器的控制信号上叠加扰动信号，从而将扰动信号转换为扰动电流注入交流电网。注入的扰动电流在电网的等效阻抗Z_g上产生电压响应，通过测量该响应电压并获取该影响电压与扰动电流的数学关系，可以获取电网的等效阻抗Z_g的值。

但是，上述方案仅适用于一台变流器与交流电网连接的场景，而实际电网中，多台变流器并联运行的场景更为普遍。针对多台变流器并联运行的场景，现有技术中并没有提供用以测量交流电网阻抗的方案。

综上，亟需一种电网阻抗测量方案，从而在多台变流器并联运行的场景下测量交流电网的阻抗，进而对变流器进行有针对性的控制调整，使得系统安全稳定地运行。

发明内容

本申请实施例提供一种电网阻抗的测量方法及并网系统，用以在多台变流器并联运行的场景下测量交流电网的阻抗，使得系统安全稳定地运行。

第一方面，本申请实施例提供一种电网阻抗的测量方法，该方法应用于并网系统，该并网系统包括多台变流器，具体地，该方法包括如下步骤：

获取每台变流器的并网点电压，该并网点为并网系统与交流电网的连接点；

在每台变流器的并网点电压的相位满足相同条件时，同时在每台变流器的控制信号上叠加扰动信号，以通过叠加后的控制信号改变每台变流器的输出电流；该相同条件为每台变流器获取到的并网点电压的相位均等于预设值。

然后，根据叠加扰动信号后的每台变流器的输出电流之和以及并网点电压计算交流电网的阻抗。