[发明专利]基于实时电网阻抗辨识的变流器同步稳定控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于实时电网阻抗辨识的变流器同步稳定控制方法及装置，方法包括以下步骤：在新能源场站并网系统中电流控制环节上叠加频率为f_h的谐波电流，经过电网在PCC点处产生对应的谐波电流与电压；实时测量PCC点处的电压与电流数据，采用FFT函数分析提取f_h频率下的电压分量和电流分量；基于上述电压分量和电流分量，进行计算TE等效阻抗；基于PLL原理，根据TE等效阻抗，调整变流器输出的有功电流与无功电流的指令值；变流器实际输出电流跟踪指令值，使输出的有功电流与无功电流达到指令值后，变流器虚拟功角趋于稳定，频率与电网基频保持一致。本发明解决了新型电力系统阻抗辨识问题，进而提高了电力系统的同步稳定性。

技术领域

本发明涉及一种基于实时电网阻抗辨识的变流器同步稳定控制方法及装置，属于电网故障监测及诊断技术领域。

背景技术

由于电力系统电力电子化程度不断提高，使得电网的网架结构越来越弱，抗干扰能力越来越差，故障后新能源脱网的风险大大增加。因此，当电网出现故障时，新能源需要与电网保持同步稳定运行，即锁相环(phase-locked loop,PLL)频率与电网基频保持一致，以避免电网崩溃造成大面积停电事故。

戴维南等效(Thevenin Equivalent,TE)阻抗取决于电力系统拓扑和参数。新型电力系统中包含大量电力电子器件，对于时间尺度较小的同步失稳问题来说，传统的电网阻抗辨识方法精准度较低且未考虑故障对于TE阻抗的影响，难以实时获取系统故障后的TE阻抗信息，从而限制了自适应电流注入同步稳定控制方法在实际电力系统中的应用。

同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)的出现给实时电网阻抗辨识的发展带来新的契机。根据PMU提供的电网测量数据进行分析计算，能够迅速辨识出较为准确的电网阻抗值，可将其应用于自适应电流控制方法中。自适应电流注入控制方法是解决新型电力系统同步失稳问题的有效手段。设计自适应电流注入控制方法的主要任务之一是计算系统TE阻抗。一般来说，自适应电流注入的有功与无功电流的比值等于TE电阻与电抗的比值其控制效果最为理想。因此，为了解决新型电力系统阻抗辨识问题，进而提高电力系统的同步稳定性，研发一种基于实时电网阻抗辨识的变流器同步稳定控制方法则不失为一种新的解决思路。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于实时电网阻抗辨识的变流器同步稳定控制方法及装置，能够解决新型电力系统阻抗辨识问题，进而提高电力系统的同步稳定性。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供的一种基于实时电网阻抗辨识的变流器同步稳定控制方法，包括以下步骤：

在新能源场站并网系统中电流控制环节上叠加频率为f_h的谐波电流，经过电网在PCC(point of common coupling,并网点)点处产生对应的谐波电流与电压；

实时测量PCC点处的电压与电流数据，采用FFT(fast Fourier transform,快速傅里叶变换)函数分析提取f_h频率下的电压分量和电流分量；

基于上述电压分量和电流分量，进行计算TE等效阻抗；

基于PLL原理，根据TE等效阻抗，调整变流器输出的有功电流与无功电流的指令值；

变流器实际输出电流跟踪指令值，使输出的有功电流与无功电流达到指令值后，变流器虚拟功角趋于稳定，频率与电网基频保持一致。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述叠加频率为f_h的谐波电流选择非特征次谐波注入，f_h为75Hz。