适用于电网电压谐波含量大的电压跌落检测方法技术

本发明专利技术涉及电能变换技术领域，具体涉及一种适用于电网电压谐波含量大的电压跌落检测方法。实时检测电网电压，计算电网电压的正负序模值eP、eN，根据计算结果进行稳态判断；实时检测电网电压，计算电网电压在αβ静止坐标系上的电压分量eα和eβ，根据计算结果进行瞬时判断，当瞬态判断用于限制瞬间过流，稳态判断用于确定无功电流大小，前者注重快速性，后者注重稳定及准确性，两种方法结合使用，互相弥补不足之处，保证了判断结果的准确性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及电能变换
，具体设及一种适用于电网电压谐波含量大的电压 跌落检测方法。
技术介绍
随着资源匿乏，环境污染，新能源发电的迅猛发展已成为不可阻挡的趋势，然而装 机容量的增大提高了其发电量占电网供电比例，所队新能源并网发电对电网稳定性的影响 也随之提高，必须考虑电网故障对并网逆变器的运行状态W及对电网稳定性的影响，所W 国家电网公司要求所有并网逆变器具备一定的低电压穿越能力。并网发电系统中低电压穿 越化OWVoltage化de-t虹OU曲,LVRT)技术指在并网点电压跌落时，发电站保持并网发电， 并且向电网提供一定的无功功率，支撑电网电压，从而"穿越"运个低电压时间区域。附图 1是国家电网制定的低电压穿越标准，在曲线之上必须保持并网发电。而低电压穿越的核屯、技术之一就是电网电压检测，需要可靠的判断出电压跌落而 不受电网谐波的影响，并且检测延时较短，不影响低电压穿越的控制策略。而电网电压跌落 时，电压质量差，谐波含量大，甚至出现跌落瞬间震荡，普通的低通滤波与延迟相互矛盾，对 高频谐波滤除效果越好，延迟越大，很难做到滤波好和延迟小的最优化效果。而且跌落不对 称也需要算法能有效的识别故障类型，为低电压穿越的控制策略提供保障。所W谐波及不 对称跌落降低了电压检测算法的可靠性，增加了其难度。对于电压跌落类型种类繁多，而对于=相=相制的逆变系统，电网电压虽然在某 些故障下存在零序分量，但没有零序电流回路，所W只需考虑电网电压的正负序分量，而工 程上常用的基于正负序分离的稳态判断检测方法有W下两种：[000引陷波器法：将S相信号变换到aP静止坐标系中，零序分量被剔除，当通过锁相环（PLL)变 换到正序dq旋转坐标系下，正序量为直流量，而负序量为2倍频交流量。而当变换到负序 dq旋转坐标系下，恰好相反。变换表达式为其中：E"p是电网电压在静止坐标系下的分量； 马是电网电压在正序旋转坐标系下的分量； 心是电网电压在负序旋转坐标系下的分量； ?是旋转角频率。通过低通滤波器或陷波器后，就可W把2倍频分量滤掉，得到正负序直流量，由此 可W判断电压是否跌落。此类方法需要设计滤波器，由于传统低通滤波器频带较窄，滤除二 次谐波会严重影响控制系统的动态性能。因为需要处理的信号只有两种频率，故采用陷波 器，且不会引起严重滞后。陷波器的传递函数为 ?。为陷波角频率，Q为品质常数，正负序分离之后通过锁相环可W得到正序幅值。 此方法虽然简单易于实现，但是无法做到无差分离，而且其延时问题将会影响控制的实时 性，降低响应速度。由于稳定的系统需要有适当的稳定余量，当在电压测量反馈通路中引入 陷波器时，改变了系统传递函数，对系统的稳定性造成不良影响，增加了控制器参数设置的 难度，而且其参数直接影响检测性能，延时和滤波效果很难都得到兼顾。[001引T/4延迟法： 将S相信号变换到aP静止坐标系后只含有正负序分量，则当前的信号为[001引其中：辯P.为电压正序分量的初相位角，巧 1为电压正序分量的初相位角。 T/4前的信号为 将当前信号和T/4前的信号通过和差运算，正负序分量被分离 其中：每为正序分量在静止坐标系a下的投影值；正序分量在静止坐标系P下的投影值； 0:负序分量在静止坐标系a下的投影值； 负序分量在静止坐标系P下的投影值。 所W基于T/4延迟法的正序电压幅值检测方法是[002引 苗={除"(。-e凤一件)C0S0-Ke"(一仲 +6鄰)sin巧 其中0是正序分量的锁相角。 其检测结构图如图2,此方法可W做到正负序无差分离，但计算的正序幅值延迟 T/4工频周期，响应较慢，判断过程长，容易导致瞬间过流，且谐波对其影响很大，延迟时间 较长而无谐波抑制能力是此类方法的一大垢病，单独使用时的动态性能和稳定性都难满足 实际需要。 综上可见，传统的稳态判断不能避免因正序幅值延迟，响应慢导致的瞬间过流现 象，且无谐波抑制能力，谐波对判断结果影响很大。 而传统的瞬时判断虽可W解决瞬间过流现象，但对于电压分多次缓慢跌落的状况 判断效果不理想。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种谐波抑制能力良好，且判断结果准确、稳 定的。 本专利技术的技术方案为：一种，实 时检测电网电压，计算电网电压的正负序模值eP、e^，根据计算结果进行稳态判断； 实时检测电网电压，计算电网电压在aP静止坐标系上的电压分量e。和eP，根 据计算结果进行瞬时判断，当 稳态判断和/或瞬时判断对于电压跌落的判断结果为真时，则表示电压跌落； 稳态判断和瞬时判断对于电压跌落的判断结果均为假时，则表示电压正常。 进一步的，所述稳态判断过程为： 电网电压经等幅值clarke变换得到信号 信号e。W、6{!W在1/4周期前的信号表不为[004引滤波后，与1/4周期前的信号e^tT/4>、ep4T/4>进行和差运算，使得电压正负序分 量被分离，得到电压正负序分量表达式为 CN105116195A 说明书 4/6 页 根据电压正负序分量表达式得出电压正负序模值分别为 当正序电压模值eP小于第一标定值或正序电压模值eP与负序电压模值eW之差小 于第二标定值时，稳态判断对于电压跌落的判断结果为真。 进一步的，所述瞬时判断过程为： 电网电压经等幅值Clarke变换后得到电网电压在aP静止坐标系上的电压分量 e。和eP，电压分量e。和eP每次采样后均将采样值求取绝对值后保存半个采样周期，求取 当前电压分量值与半个采样周期前电压分量值的比值，并将该比值保存n个采样周期，得 到关于电压分量e。和eP的各一组内部包含n个比值数据的数据列，当 关于电压分量e。的数据列、关于电压分量eP的数据列中均有不少于X个比值数 据小于第=标定值，或 关于电压分量e。的数据列与关于电压分量eP的数据列中任意一个数据列里不 少于y个比值数据小于第四标定值，则瞬时判断对于电压跌落的判断结果为真，所述X， yG(1，n]。本专利技术的有益效果：稳态判断中，对传统T/4延迟法进行改进，在同等相移条件 下，滤波效果要优于普通的低通滤波器，正负序模值抗谐波干扰能力强。在稳态判断的基础 上引入瞬时判断，抵消了稳态判断因系统延时可能导致的瞬时过流的不利影响。瞬态判断 用于限制瞬间过流，稳态判断用于确定无功电流大小，前者注重快速性，后者注重稳定及准 确性，两种方法结合使用，互相弥补不足之处，保证了判断结果的准确性与稳定性。【附图说明】 图1低电压穿越标准示意图； 图2传统T/4延迟法的低电压检测原理框图； 图3本专利技术跌落震荡及瞬当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于电网电压谐波含量大的电压跌落检测方法，其特征在于：实时检测电网电压，计算电网电压的正负序模值eP、eN，根据计算结果进行稳态判断；实时检测电网电压，计算电网电压在αβ静止坐标系上的电压分量eα和eβ，根据计算结果进行瞬时判断，当稳态判断和/或瞬时判断对于电压跌落的判断结果为真时，则表示电压跌落；稳态判断和瞬时判断对于电压跌落的判断结果均为假时，则表示电压正常。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢盛辉，武美娜，周亮，王兰，胡安，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，武汉新能源接入装备与技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42