电网频率检测方法和装置及电网频率调节方法和装置制造方法及图纸

提供了一种电网频率检测方法和装置及电网频率调节方法和装置。所述电网频率检测方法包括：将采集的并网点的三相电压变换为两相电压；基于特定频率的相角对所述两相电压进行变换，得到待解耦的电压正负序分量；基于所述相角对待解耦的电压正负序分量进行解耦，并对解耦后的电压正序分量进行滤波，得到电压正序基波分量；基于所述相角对所述电压正序基波分量进行反变换，得到两相静止坐标系下的一组正交电压分量；基于所述一组正交电压分量，得到电网相角；基于所述电网相角，得到电网频率。得到电网频率。得到电网频率。

【技术实现步骤摘要】
电网频率检测方法和装置及电网频率调节方法和装置


[0001]本公开总体说来涉及电力
，更具体地讲，涉及一种电网频率检测方法和装置及电网频率调节方法和装置。

技术介绍

[0002]风电场并网需具备惯量响应与一次调频的功能。大型风力发电机组通过变流器接入电网，相比于传统电网的同步发电机(例如，火电、水电的发电机)，具有控制灵活、响应迅速等优点。目前，风力发电机组参与惯量支撑和电网调频的主要方式是：转子动能控制方法和备用功率控制方法两种。而高精度的电网频率检测是实现惯量响应和一次调频的基础。

技术实现思路

[0003]本公开的示例性实施例在于提供一种电网频率检测方法和装置及电网频率调节方法和装置，其能够便捷、快速、准确地检测电网频率，并对电网频率进行有效调节。
[0004]根据本公开实施例的第一方面，提供一种电网频率检测方法，包括：将采集的并网点的三相电压变换为两相电压；基于特定频率的相角对所述两相电压进行变换，得到待解耦的电压正负序分量；基于所述相角对待解耦的电压正负序分量进行解耦，并对解耦后的电压正序分量进行滤波，得到电压正序基波分量；基于所述相角对所述电压正序基波分量进行反变换，得到两相静止坐标系下的一组正交电压分量；基于所述一组正交电压分量，得到电网相角；基于所述电网相角，得到电网频率。
[0005]根据本公开实施例的第二方面，提供一种电网频率调节方法，包括：确定并网点的三相电压幅值是否存在扰动；当不存在扰动时，根据检测的电网频率和/或电网频率变化率，确定是否满足电网频率调节响应条件；当满足所述电网频率调节响应条件时，基于所述电网频率和/或所述电网频率变化率控制风力发电机组的功率，以对电网频率进行调节；其中，所述电网频率和/或所述电网频率变化率通过执行如上所述的电网频率检测方法得到。
[0006]根据本公开实施例的第三方面，提供一种电网频率检测装置，包括：两相电压获取单元，被配置为将采集的并网点的三相电压变换为两相电压；变换单元，被配置为基于特定频率的相角对所述两相电压进行变换，得到待解耦的电压正负序分量；解耦滤波单元，被配置为基于所述相角对待解耦的电压正负序分量进行解耦，并对解耦后的电压正序分量进行滤波，得到电压正序基波分量；反变换单元，被配置为基于所述相角对所述电压正序基波分量进行反变换，得到两相静止坐标系下的一组正交电压分量；电网相角获取单元，被配置为基于所述一组正交电压分量，得到电网相角；电网频率获取单元，被配置为基于所述电网相角，得到电网频率。
[0007]根据本公开实施例的第四方面，提供一种电网频率调节装置，包括：电压扰动判断单元，被配置为确定并网点的三相电压幅值是否存在扰动；响应条件判断单元，被配置为当不存在扰动时，根据检测的电网频率和/或电网频率变化率，确定是否满足电网频率调节响应条件；电网频率调节单元，被配置为当满足所述电网频率调节响应条件时，基于所述电网
频率和/或所述电网频率变化率控制风力发电机组的功率，以对电网频率进行调节；其中，所述电网频率和/或所述电网频率变化率通过如上所述的电网频率检测装置得到。
[0008]根据本公开实施例的第五方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上所述的电网频率检测方法和/或如上所述的电网频率调节方法。
[0009]根据本公开实施例的第六方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上所述的电网频率检测方法和/或如上所述的电网频率调节方法。
[0010]本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0011]能够实现高精度、高响应速度的电网频率及其变化率检测，使电网频率及其变化率的检测精度满足所要求的技术指标；使电网频率及其变化率的检测时间较短；并且具有良好的电网不平衡适应性、谐波适应性、电压偏移适应性、频率偏移适应性；
[0012]解决了基于电网三相电压信号的电网频率及其变化率检测在滤波电容投切、突加功率、高电压穿越、低电压穿越期间产生扰动所造成的惯量和一次调频误响应问题；
[0013]可在风力发电机组不添加额外硬件的条件下实现本公开所提出的电网频率检测方法和电网频率调节方法，从而实现快速开发、新机型应用及现场改造；
[0014]解决了风力发电机组惯量响应在有功支撑时对频率检测产生扰动而造成电网频率变化率和有功支撑的振荡问题；
[0015]根据检测得到的电网频率及其变化率，结合虚拟惯量方程计算有功增量，将有功增量转化为电机控制转矩指令，完成功率控制，进而实现机组惯量响应和一次调频。
[0016]将在接下来的描述中部分阐述本公开总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本公开总体构思的实施而得知。
附图说明
[0017]通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本公开示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0018]图1示出根据本公开的示例性实施例的电网频率检测方法的流程图；
[0019]图2示出根据本公开的示例性实施例的电网频率检测方法的示例；
[0020]图3示出根据本公开的示例性实施例的电网频率调节方法的流程图；
[0021]图4示出根据本公开的另一示例性实施例的电网频率调节方法的流程图；
[0022]图5示出根据本公开的示例性实施例的惯量响应测试的示例；
[0023]图6示出根据本公开的示例性实施例的一次调频测试的示例；
[0024]图7示出根据本公开的示例性实施例的电网频率检测装置的结构框图；
[0025]图8示出根据本公开的示例性实施例的电网频率调节装置的结构框图。
具体实施方式
[0026]现将详细参照本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本公开。
[0027]图1示出根据本公开的示例性实施例的电网频率检测方法的流程图。作为示例，所
述电网频率检测方法可由风力发电机组的变流器(例如，变流器的控制器)执行。作为示例，所述电网频率检测方法可根据预设的电网频率检测周期T周期性地执行。
[0028]参照图1并结合图2，在步骤S101，将采集的并网点的三相电压变换为两相电压。
[0029]作为示例，根据本公开的示例性实施例的电网频率检测方法还可包括：高频采集并网点的三相电压，以实现电网频率及其变化率检测的高精度和高响应速度要求。
[0030]作为示例，可先对采集的并网点的三相电压v
abc
进行滤波，然后，对滤波后的三相电压进行Clark等幅值变换(例如，图2中的T
αβ
表示Clark变换矩阵)，得到两相电压，实现降维。作为示例，可对采集的并网点的三相电压进行带通滤波(例如，图2中的BPF表示带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网频率检测方法，其特征在于，包括：将采集的并网点的三相电压变换为两相电压；基于特定频率的相角对所述两相电压进行变换，得到待解耦的电压正负序分量；基于所述相角对待解耦的电压正负序分量进行解耦，并对解耦后的电压正序分量进行滤波，得到电压正序基波分量；基于所述相角对所述电压正序基波分量进行反变换，得到两相静止坐标系下的一组正交电压分量；基于所述一组正交电压分量，得到电网相角；基于所述电网相角，得到电网频率。2.根据权利要求1所述的电网频率检测方法，其特征在于，所述相角通过对特定角速度进行积分得到；其中，所述特定角速度对应的频率为所述特定频率。3.根据权利要求1所述的电网频率检测方法，其特征在于，将采集的并网点的三相电压变换为两相电压的步骤包括：对采集的并网点的三相电压进行带通滤波，其中，所述带通滤波的中心频率为：电网额定频率或上一电网频率检测周期检测得到的电网频率；对带通滤波后的三相电压进行Clark等幅值变换，得到两相电压。4.根据权利要求1所述的电网频率检测方法，其特征在于，基于特定频率的相角对所述两相电压进行变换，得到待解耦的电压正负序分量的步骤包括：基于所述相角对所述两相电压进行正负序旋转坐标变换，得到正序旋转坐标系下的待解耦的电压正序分量和负序旋转坐标系下的待解耦的电压负序分量；其中，所述电网频率检测方法还包括：对解耦后的电压负序分量进行滤波，得到电压负序基波分量；其中，基于所述相角对待解耦的电压正负序分量进行解耦的步骤包括：基于所述相角，使用上一电网频率检测周期得到的电压负序基波分量对待解耦的电压正序分量进行交叉反馈解耦，得到解耦后的电压正序分量；基于所述相角，使用上一电网频率检测周期得到的电压正序基波分量对待解耦的电压负序分量进行交叉反馈解耦，得到解耦后的电压负序分量；其中，所述正序旋转坐标系和所述负序旋转坐标系构成双同步旋转坐标系。5.根据权利要求1所述的电网频率检测方法，其特征在于，对解耦后的电压正序分量进行滤波，得到电压正序基波分量的步骤包括：对解耦后的电压正序分量进行带阻滤波和低通滤波，得到电压正序基波分量；其中，所述带阻滤波的中心频率为：电网额定频率或上一电网频率检测周期检测得到的电网频率；其中，所述特定频率高于所述低通滤波的截止频率。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的电网频率检测方法，其特征在于，基于所述电网相角得到电网频率的步骤包括：对所述电网相角进行微分计算，得到第一频率；对第一频率进行滤波，得到第二频率；
基于第二频率，得到所述电网频率。7.根据权利要求6所述的电网频率检测方法，其特征在于，所述电网频率检测方法还包括：对第二频率进行微分计算，得到第二频率的变化率；对第二频率的变化率进行滤波，得到电网频率变化率。8.根据权利要求7所述的电网频率检测方法，其特征在于，基于第二频率得到所述电网频率的步骤包括：将所述电网频率变化率与频率补偿系数的乘积叠加到第二频率，并将叠加后的结果作为所述电网频率。9.一种电网频率调节方法，其特征在于，包括：确定并网点的三相电压幅值是否存在扰动；当不存在扰动时，根据检测的电网频率和/或电网频率变化率，确定是否满足电网频率调节响应条件；当满足所述电网频率调节响应条件时，基于所述电网频率和/或所述电网频率变化率控制风力发电机组的功率，以对电网频率进行调节；其中，所述电网频率和/或所述电网频率变化率通过执行如权利要求1至8中的任意一项所述的电网频率检测方法得到。10.根据权利要求9所述的电网频率调节方法，其特征在于，确定并网点的三相电压幅值是否存在扰动的步骤包括：基于解耦后的电压正序分量和对解耦后的电压正序分量进行滤波后得到的电压正序基波分量，确定并网点的三相电压幅值是否存在扰动；其中，所述解耦后的电压正序分量和滤波后得到的电压正序基波分量通过执行如权利要求1至8中的任意一项所述的电网频率检测方法得到。11.根据权利要求10所述的电网频率调节方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓东，刘世军，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：