[发明专利]电力电子装备的宽频带频率耦合导纳在线测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力电子装备的宽频带频率耦合导纳在线测量方法及系统，通过扰动电压频率偏移、工况实时监测、两次线性独立的扰动电压注入、加窗与插值、基于电网基波电压的相位校正等技术，可以准确测量光伏发电、风力发电和静止无功补偿器等电力电子装备的宽频带频率耦合导纳特性，特别是基于电网基波电压的相位校正技术可以破解电力电子装备宽频带频率耦合导纳矩阵中非对角元素准确测量的难题，为验证和修正白箱化电力电子装备的宽频带频率耦合导纳模型提供核心算法，同时也为破解黑箱化电力电子装备的宽频带频率耦合导纳辨识建模提供技术支撑。本发明可满足各类型三相交流电力电子装备宽频带频率耦合导纳在线测量的需求。

技术领域

本发明涉及电力电子并网装备的导纳在线测量技术领域，特别是一种电力电子装备的宽频带频率耦合导纳在线测量方法及系统。

背景技术

以新能源为主体的新型电力系统中，电力电子装备数量巨大，控制复杂且存在多时间尺度耦合，电力电子装备间及其与电网间的动态相互作用加剧，系统振荡呈宽频带、时变和多形态特征。阻抗法是分析电力电子装备接入电网宽频带振荡问题最常用的方法之一，其基本思路是将电力电子装备和交流电网看成两个独立的子系统，利用阻抗(导纳)描述子系统的外特性，并利用子系统的阻抗比判断系统稳定性。与基于状态空间模型的特征值分析方法相比，阻抗法不依赖于系统的详细模型和具体参数，其所需的导纳可以通过测量实际系统的端口外特性得到，而且可以通过导纳聚合的方法应对系统规模的扩大，特别适用于大量异构电力电子装备组成的大规模系统的分析。

阻抗法的最关键问题之一就是如何准确测量各类型电力电子装备的阻抗(导纳)。目前电力电子装备的导纳有两种形式，一种是同步旋转坐标系下的dq导纳，另一种是静止自然坐标系下的序导纳。目前电力电子装备的dq导纳测量技术较为成熟，已有不少高校和企业研制了dq导纳测量样机。然而，国内外专家学者对于静止自然坐标系下的序导纳测量研究较晚，已有的导纳测量方法并未考虑电力电子装备频率耦合特性以及FFT相位输出特性的影响。实际上，由于控制的不对称及非线性，电力电子装备的正负序频率分量相互耦合，若直接忽略该耦合，将会对电力电子装备并网系统稳定性分析的准确性产生严重的不利影响；此外，由于FFT分析得到的相位是采样起始时刻处信号的相位，并非该信号的初相位，且非对角元素导纳是表征两个不同频率之间的关系，非对角元素导纳的分子和分母无法抵消采样时刻对导纳相位的影响，导致非对角元素导纳相位测量结果出现较大误差。

本发明名词解释如下:

宽频带:频率耦合导纳测量的频率范围较宽，例如从1Hz～20000Hz。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种电力电子装备的宽频带频率耦合导纳在线测量方法及系统，满足风力发电装备、光伏发电装备和静止无功补偿器等电力电子装备宽频带频率耦合导纳在线测量的需求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电力电子装备的宽频带频率耦合导纳在线测量方法，包括以下步骤：