[发明专利]一种对于三相变流器端口阻抗测量装置的控制方法及装置

说明书

本发明提供一种对于三相变流器端口阻抗测量装置的控制方法及装置，包括，测量所述端口阻抗测量装置的电性参数；将所述端口阻抗测量装置的电性参数作为输入量，输入预设的预测量模型和预设的指令量模型，根据所述端口阻抗测量装置输出扰动电压频率的变化，分别确定所述端口阻抗测量装置的预测量和指令量；根据所述端口阻抗测量装置的预测量和指令量确定设计指标函数；根据所述设计指标函数利用模型预测控制策略确定所述端口阻抗测量装置下一个开关周期的开关状态，实现所述端口阻抗测量装置的控制。本发明针对不同频率的指令信号分段控制，实现宽频域的精确电压输出，使控制信号抵消被测设备主电路的影响，实现对端口阻抗宽频测量设备的控制。

技术领域

本发明涉及对于三相变流器端口阻抗测量装置的控制技术领域，特别是涉及一种对于三相变流器端口阻抗测量装置的控制方法及装置。

背景技术

随着新能源并网系统、智能配网装备的大规模使用，电力电子并网系统的装机容量逐年增加，其宽频互扰特性明显，研究该系统的动态稳定性问题日益重要。变流器作为该过程中最为关键的一个环节，将不同电能形式转化为工频交流电注入到电网中。变流器自身的特性、网侧线缆的特性以及两者交互作用所产生的谐波很容易引起变流器并网系统的震荡乃至失稳。变流器并网系统的稳定性研究日益重要。

除此之外，电力电子变流器中开关管的变化也会导致系统拓扑结构的改变，偏远地区电网阻抗随着时间也会有一定的波动，这为电力电子电网系统带来时间尺度上的不确定性；变流器产生的谐波信号及谐波耦合，会使得变流器的干扰因素的分析变得困难。

在电网系统高比例电力电子化的背景下，研究变流器并网系统的稳定性问题日趋必要。为了保证并网系统的稳定运行，实时、准确的变流器阻抗的掌握是十分必要的。因此，在研究界研究变流器并网系统阻抗互扰特性的同时，多种变流器端口阻抗特性的测量方法被提出。其中有代表性的一种方法即为串扰式拓扑测量变流器端口阻抗，该方法依赖串联电压谐波注入装置，原理是通过变压器等设备，在并网变流器和电网之间串联接入电压扰动量，通过施加特定频率的电压扰动并测量系统该频率的电流扰动，来计算得到系统的阻抗频域特性，以此来获得变流器端口阻抗信息，为分析系统稳定性、检验变流器端口阻抗无源性奠定基础。

串扰式端口阻抗测量拓扑本质上是控制变流器产生三相扰动电压，关键就是产生扰动电压变流器的控制策略，本文即提供了一种抗扰特性优良、能够宽频输出扰动电压的串扰式设备控制策略。为了产生标准的受控正弦波扰动，需要控制扰动电压生成设备产生抗电网电流扰动的精确电压输出。现存的串联电压扰动生成装置的控制策略中，以变流器双闭环控制为主，通过设计变流器直流电压外环和电流内环，实现对端口阻抗测量装置输出电压的控制。这种技术的缺点为适用频段窄，且动态响应较差。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种对于三相变流器端口阻抗测量装置的控制方法及装置，解决现有方法适用频段窄且动态响应较差的技术问题。

一方面，提供一种对于三相变流器端口阻抗测量装置的控制方法，包括：

分别测量所述端口阻抗测量装置的电性参数，其中，所述端口阻抗测量装置的电性参数至少包括三相输出电压、主电路电流、三相输出电流以及输出扰动电压频率、双控制量的分段频率；

将所述端口阻抗测量装置的电性参数作为输入量，分别输入预设的预测量模型和预设的指令量模型，根据所述端口阻抗测量装置输出扰动电压频率的变化，分别确定所述端口阻抗测量装置的预测量和指令量；

根据所述端口阻抗测量装置的预测量和指令量确定设计指标函数；

根据所述设计指标函数确定所述端口阻抗测量装置下一个开关周期的开关状态，实现所述端口阻抗测量装置的控制。

优选地，所述预设的预测量模型包括：