基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法及系统，其中，该方法包括：在电网系统模型和待测系统稳定运行时，阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号的配置文件，并根据阻抗模型辨识器的开始和停止信号指令生成多个工况的三相扰动信号；将多个工况的三相扰动信号依次注入实时数字仿真器，以使扰动源生成待测系统端口对应的三相电压扰动和三相电流扰动信号；阻抗模型辨识器根据采集的三相电压和采集的三相电流信号计算待测系统的宽频阻抗。该方法可以高效、快速地获取电力装置在宽频域范围的阻抗特性，获得的扫描结果为多种电力设备接入电网的影响分析提供重要依据。

Broadband impedance scanning method and system based on real-time digital simulator

The invention discloses a broadband impedance scanning method and system based on real-time digital simulator. The method includes: when the power system model and the system to be tested are running stably, the impedance scanning signal generation and acquisition device acquire the configuration file of the scanning signal containing multiple working conditions, and generate three working conditions according to the start and stop signal instructions of the impedance model identifier. Phase disturbance signal; inject three-phase disturbance signal of several working conditions into real-time digital simulator in turn, so that the disturbance source can generate three-phase voltage disturbance and three-phase current disturbance signal corresponding to the port of the system to be measured; impedance model identifier calculates broadband impedance of the system to be measured according to the three-phase voltage and three-phase current signal collected. This method can acquire the impedance characteristics of power devices in wide frequency domain efficiently and quickly, and the scanning results can provide an important basis for the impact analysis of various power devices connected to the power grid.

【技术实现步骤摘要】
基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法及系统
本专利技术涉及电力系统稳定性分析
，特别涉及一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法及系统。
技术介绍
随着双馈风电机组、直驱风电机组、光伏发电设备、直流输电等电力电子装置接入电网，电力系统在次同步频率、超同步频率范围的振荡特性发生了复杂变化。通过获得电力设备在次同步频率、超同步频率范围的阻抗特征，可有效了解电力设备接入对电网次同步频率和超同步频率阻尼特性的影响。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，该方法可以高效、快速地获取电力装置在宽频域范围的阻抗特性，获得的扫描结果为多种电力设备接入电网的影响分析提供重要依据。本专利技术的另一个目的在于提出一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描系统。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，包括：在电网系统模型和待测系统稳定运行时，阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号的配置文件，并根据阻抗模型辨识器的开始和停止信号指令生成多个工况的三相扰动信号；将所述多个工况的三相扰动信号依次注入实时数字仿真器(RealTimeDigitalSimulator，RTDS)，以使扰动源生成所述待测系统端口对应的三相电压扰动和三相电流扰动信号；所述阻抗模型辨识器根据采集的三相电压和采集的三相电流信号计算所述待测系统的宽频阻抗。本专利技术实施例的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，通过实时数字仿真器能高精度、快速检测出待测系统的次同步和超同步等宽频率范围阻抗特性，适用于多工况的宽频率阻抗自动扫描，节省时间。另外，根据本专利技术上述实施例的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号的配置文件之前，还包括：将所述扰动源接入所述实时数字仿真器的所述电网系统模型与所述待测系统之间，所述扰动源发出三相电压扰动或三相电流扰动并注入所述电网系统模型，其中，所述扰动源为受控电压源或受控电流源。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述待测系统为物理控制的电力电子设备或在所述实时数字仿真器中搭建的数字仿真模型；所述电网系统模型在所述实时数字仿真器中搭建，所述待测系统通过数字或模拟信号或建模接线接入所述电网系统模型。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述阻抗模型辨识器根据需要扫描的工况生成包含所述多个工况的扰动信号的所述配置文件，其中，所述配置文件包括：第n个工况扫描开始时间、第n个工况扫描停止时间和第n个工况的三相扰动信号。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多个工况的三相扰动信号为：其中，n为第n个工况，SconA_n、SconB_n、SconC_n为第n个工况下的A、B、C三相扰动信号，MA_n_p，MB_n_p，MC_n_p为第p组三相扰动信号幅值，fA_n_p，fB_n_p，fC_n_p为第p组三相扰动信号频率，为第p组三相扰动信号相位，Δt为采样间隔，k＝1，2，3，......，第n个工况下的三相扰动信号分别共有knA,knB,knC组。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描系统，包括：第一生成模块，用于在电网系统模型和待测系统稳定运行时，阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扰动信号的配置文件，并根据阻抗模型辨识器的开始和停止信号指令生成多个工况的三相扰动信号；第二生成模块，用于将所述多个工况的三相扰动信号依次注入实时数字仿真器，以使扰动源生成所述待测系统对应端口的三相电压扰动和三相电流扰动信号；计算模块，用于所述阻抗模型辨识器根据采集的三相电压和采集的三相电流信号计算所述待测系统的宽频阻抗。本专利技术实施例的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描系统，通过实时数字仿真器能高精度、快速检测出待测系统的次同步和超同步等宽频率范围阻抗特性，适用于多工况的宽频率阻抗自动扫描，节省时间。另外，根据本专利技术上述实施例的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描系统还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：配置模块，用于将所述扰动源接入所述实时数字仿真器的所述电网系统模型与所述待测系统之间，所述扰动源发出三相电压扰动或三相电流扰动并注入所述电网系统模型，其中，所述扰动源为受控电压源或受控电流源。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述待测系统为物理控制的电力电子设备或在所述实时数字仿真器中搭建的数字仿真模型；所述电网系统模型在所述实时数字仿真器中搭建，所述待测系统通过数字或模拟信号或建模接线接入所述电网系统模型进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述阻抗模型辨识器根据需要扫描的工况生成包含所述多个工况的扫描信号的所述配置文件，其中，所述配置文件包括：第n个工况扫描开始时间、第n个工况扫描停止时间和第n个工况的三相扰动信号。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多个工况的三相扰动信号为：其中，n为第n个工况，SconA_n、SconB_n、SconC_n为第n个工况下的A、B、C三相扰动信号，MA_n_p，MB_n_p，MC_n_p为第p组三相扰动信号幅值，fA_n_p，fB_n_p，fC_n_p为第p组三相扰动信号频率，为第p组三相扰动信号相位，Δt为采样间隔，k＝1，2，3，......，第n个工况下的三相扰动信号分别共有knA,knB,knC组。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法流程框图；图3为根据本专利技术一个实施例的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法及系统，首先将参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法。图1为根据本专利技术一个实施例的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法流程图。如图1所示，该基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法包括以下步骤：在步骤S101中，在电网系统模型和待测系统稳定运行时，阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号的配置文件，并根据阻抗模型辨识器的开始和停止信号指令生成多个工况的三相扰动信号。如图2所示，本专利技术实施例的宽频阻抗扫描方法利用阻抗模型辨识器、阻抗扫描信号发生和采集器、待测系统和电网系统模型组成一个系统完成宽频阻抗的计算。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号配置的配置文件之前，还包括：将扰动源接入实时数字仿真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：在电网系统模型和待测系统稳定运行时，阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号的配置文件，并根据阻抗模型辨识器的开始和停止信号指令生成多个工况的三相扰动信号；将所述多个工况的三相扰动信号依次注入实时数字仿真器，以使扰动源生成所述待测系统端口对应的三相电压扰动和三相电流扰动信号；所述阻抗模型辨识器根据采集的三相电压和采集的三相电流信号计算所述待测系统的宽频阻抗。

【技术特征摘要】
1.一种基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：在电网系统模型和待测系统稳定运行时，阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号的配置文件，并根据阻抗模型辨识器的开始和停止信号指令生成多个工况的三相扰动信号；将所述多个工况的三相扰动信号依次注入实时数字仿真器，以使扰动源生成所述待测系统端口对应的三相电压扰动和三相电流扰动信号；所述阻抗模型辨识器根据采集的三相电压和采集的三相电流信号计算所述待测系统的宽频阻抗。2.根据权利要求1所述的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，其特征在于，在所述阻抗扫描信号发生和采集器获取包含多个工况的扫描信号配置的配置文件之前，还包括：将所述扰动源接入所述实时数字仿真器的所述电网系统模型与所述待测系统之间，所述扰动源发出三相电压扰动或三相电流扰动并注入所述电网系统模型，其中，所述扰动源为受控电压源或受控电流源。3.根据权利要求1所述的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，其特征在于，所述待测系统为物理控制的电力电子设备或在所述实时数字仿真器中搭建的数字仿真模型；所述电网系统模型在所述实时数字仿真器中搭建，所述待测系统通过数字或模拟信号或建模接线接入所述电网系统模型。4.根据权利要求1所述的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，其特征在于，所述阻抗模型辨识器根据需要扫描的工况生成包含所述多个工况的扫描信号的所述配置文件，其中，所述配置文件包括：第n个工况扫描开始时间、第n个工况扫描停止时间和第n个工况的三相扰动信号。5.根据权利要求1所述的基于实时数字仿真器的宽频阻抗扫描方法，其特征在于，所述多个工况的三相扰动信号为：其中，n为第n个工况，SconA_n、SconB_n、SconC_n为第n个工况下的A、B、C三相扰动信号，MA_n_p，MB_n_p，MC_n_p为第p组三相扰动信号幅值，fA_n_p，fB_n_p，fC_n_p为第p组三相扰动信号频率，为第p组三相扰动信号相位，Δt为采样间隔，k＝1，2，3，......，第n个工况下的三相扰动信号分别共有knA,knB,...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小荣，张旭，刘威，张峰，王衡，张勇，
申请(专利权)人：清华大学，中国矿业大学北京，国网新疆电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11