一种变换器阻抗测量方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种变换器阻抗测量方法和装置，方法包括：按照预设的扰动信号注入方式，向待测量变换器的每个端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的电压扰动信息，并在每次注入电压扰动信息后，测量该电压扰动信息下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，以得到待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号；根据待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，确定与阻抗模型中阻抗的结构相同的待测量变换器的测量阻抗。本申请会向交直流侧端口均注入电压扰动信息，从而能得到能够反映交流、直流及其耦合的动态特性的测量阻抗，且得到的测量阻抗更准确。到的测量阻抗更准确。到的测量阻抗更准确。

【技术实现步骤摘要】
一种变换器阻抗测量方法和装置


[0001]本申请涉及仿真测量
，特别是涉及一种变换器阻抗测量方法和装置。

技术介绍

[0002]高比例可再生能源和高比例电力电子装备为特征的“双高”电力系统背景下，由变换器多带宽控制环节所导致的宽频振荡事件频发。为了分析其产生原因，当前学术界与工业界通常采用阻抗分析法，但是采用阻抗分析法的前提是电力电子变换器的阻抗模型准确。
[0003]目前，需要采用仿真测量方法来对变换器阻抗模型进行准确性核验。仿真测量方法主要针对单维阻抗或二维阻抗，通过在交流侧注入正序或负序扰动以获取相应的电压电流的输入输出关系，然后根据获取的电压电流的输入输出关系确定与变换器阻抗模型中阻抗的元素分布相同的变换器测量阻抗，以基于测量阻抗得到准确地变换器阻抗模型。
[0004]这种传统的仿真测量方法针对交流侧构网形式的变换器阻抗测量有比较好的测量准确度，但是随着电力电子化系统的发展，交直流混联逐渐成为变换器主要构网形式，而传统的仿真测量方法对交直流混联构网形式的变换器阻抗的测量准确度较低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种变换器阻抗测量方法和装置，用于解决上述技术问题，其技术方案如下：一种变换器阻抗测量方法，包括：按照预设的扰动信号注入方式，向待测量变换器的每个端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的电压扰动信息，并在每次注入电压扰动信息后，测量该电压扰动信息下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，其中，待测量变换器的端口包括交流侧端口和直流侧端口；针对待测量频率集中的每个频率，将向交流侧端口和直流侧端口分别注入该频率对应的电压扰动信息后测量出的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号作为该频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，以得到待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号；根据待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，确定与预先建立的阻抗模型中阻抗的结构相同的待测量变换器的测量阻抗，其中，阻抗模型中的阻抗能够反映交流、直流及其耦合的动态特性。
[0006]可选的，按照预设的扰动信号注入方式，向待测量变换器的每个端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的电压扰动信息，包括：向交流侧端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的正序电压扰动分量和负序电压扰动分量；向直流侧端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的单相电压扰动分量，其
中，任一频率对应的正序电压扰动分量、负序电压扰动分量和单相电压扰动分量线性无关。
[0007]可选的，在每次注入电压扰动信息后，测量该电压扰动信息下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，包括：在向交流侧端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的正序电压扰动分量后，测量待测量频率集中每个频率对应的正序电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号；在向交流侧端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的负序电压扰动分量后，测量待测量频率集中每个频率对应的负序电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号；在向直流侧端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的单相电压扰动分量后，测量待测量频率集中每个频率对应的单相电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号。
[0008]可选的，将向交流侧端口和直流侧端口分别注入该频率对应的电压扰动信息后测量出的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号作为该频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，包括：将该频率对应的正序电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号、负序电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号，以及单相电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号，作为该频率对应的交直流电压扰动时域信号；将该频率对应的正序电压扰动分量下的交直流电流扰动时域信号、负序电压扰动分量下的交直流电流扰动时域信号，以及单相电压扰动分量下的交直流电流扰动时域信号，作为该频率对应的交直流电流扰动时域信号。
[0009]可选的，根据待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，确定与预先建立的阻抗模型中阻抗的结构相同的待测量变换器的测量阻抗，包括：将待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号分别转换为频域信号；从待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动频域信号中提取每个频率处的交直流电压扰动频域数据，并从待测量频率集中每个频率对应的交直流电流扰动频域信号中提取每个频率处的交直流电流扰动频域数据；根据待测量频率集中每个频率处的交直流电压扰动频域数据和交直流电流扰动频域数据，确定与阻抗模型中阻抗的结构相同的待测量变换器的测量阻抗。
[0010]可选的，根据待测量频率集中每个频率处的交直流电压扰动频域数据和交直流电流扰动频域数据，确定与阻抗模型中阻抗的结构相同的待测量变换器的测量阻抗，包括：根据待测量频率集中每个频率处的交直流电压扰动频域数据和交直流电流扰动频域数据，确定待测量频率集中每个频率处与阻抗模型中阻抗的结构相同的测量阻抗；根据待测量频率集中每个频率处与阻抗模型中阻抗的元素分布相同的测量阻抗，确定与阻抗模型中阻抗的结构相同的待测量变换器的测量阻抗。
[0011]可选的，根据待测量频率集中每个频率处的交直流电压扰动频域数据和交直流电流扰动频域数据，确定待测量频率集中每个频率处与阻抗模型中阻抗的结构相同的测量阻
抗，包括：根据阻抗模型中阻抗的元素分布，将待测量频率集中每个频率处的交直流电压扰动频域数据转换为矩阵结构，得到每个频率处的交直流电压扰动矩阵；根据阻抗模型中阻抗的元素分布，将待测量频率集中每个频率处的交直流电流扰动频域数据转换为矩阵结构，得到每个频率处的交直流电流扰动矩阵；根据待测量频率集中每个频率处的交直流电压扰动矩阵和交直流电流扰动矩阵，确定待测量频率集中每个频率处的测量阻抗，作为待测量频率集中每个频率处与阻抗模型中阻抗的结构相同的测量阻抗。
[0012]可选的，阻抗模型的建立过程包括：基于待测量变换器中每个端口的交直流电压变量、交直流电流变量以及阻抗矩阵，建立阻抗模型，其中，阻抗矩阵中的元素包括表征交流侧电压对交流侧电流的作用的元素、表征直流侧电压对直流侧电流的作用的元素、表征交流侧电压对直流侧电流的作用的元素和表征直流侧电压对交流侧电流的作用的元素。
[0013]一种变换器阻抗测量装置，包括：扰动注入和测量模块，用于按照预设的扰动信号注入方式，向待测量变换器的每个端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的电压扰动信息，并在每次注入电压扰动信息后，测量该电压扰动信息下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，其中，待测量变换器的端口包括交流侧端口和直流侧端口；电压电流汇总模块，用于针对待测量频率集中的每个频率，将向交流侧端口和直流侧端口分别注入该频率对应的电压扰动信息后测量出的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号作为该频率对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变换器阻抗测量方法，其特征在于，包括：按照预设的扰动信号注入方式，向待测量变换器的每个端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的电压扰动信息，并在每次注入电压扰动信息后，测量该电压扰动信息下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，其中，所述待测量变换器的端口包括交流侧端口和直流侧端口；针对所述待测量频率集中的每个频率，将向所述交流侧端口和所述直流侧端口分别注入该频率对应的电压扰动信息后测量出的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号作为该频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，以得到所述待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号；根据所述待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，确定与预先建立的阻抗模型中阻抗的结构相同的所述待测量变换器的测量阻抗，其中，所述阻抗模型中的阻抗能够反映交流、直流及其耦合的动态特性。2.根据权利要求1所述的变换器阻抗测量方法，其特征在于，所述按照预设的扰动信号注入方式，向待测量变换器的每个端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的电压扰动信息，包括：向所述交流侧端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的正序电压扰动分量和负序电压扰动分量；向所述直流侧端口依次注入待测量频率集中每个频率对应的单相电压扰动分量，其中，任一频率对应的正序电压扰动分量、负序电压扰动分量和单相电压扰动分量线性无关。3.根据权利要求2所述的变换器阻抗测量方法，其特征在于，所述在每次注入电压扰动信息后，测量该电压扰动信息下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，包括：在向所述交流侧端口依次注入所述待测量频率集中每个频率对应的正序电压扰动分量后，测量所述待测量频率集中每个频率对应的正序电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号；在向所述交流侧端口依次注入所述待测量频率集中每个频率对应的负序电压扰动分量后，测量所述待测量频率集中每个频率对应的负序电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号；在向所述直流侧端口依次注入所述待测量频率集中每个频率对应的单相电压扰动分量后，测量所述待测量频率集中每个频率对应的单相电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号。4.根据权利要求3所述的变换器阻抗测量方法，其特征在于，所述将向所述交流侧端口和所述直流侧端口分别注入该频率对应的电压扰动信息后测量出的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号作为该频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，包括：将该频率对应的正序电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号、负序电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号，以及单相电压扰动分量下的交直流电压扰动时域信号，作为该频率对应的交直流电压扰动时域信号；将该频率对应的正序电压扰动分量下的交直流电流扰动时域信号、负序电压扰动分量
下的交直流电流扰动时域信号，以及单相电压扰动分量下的交直流电流扰动时域信号，作为该频率对应的交直流电流扰动时域信号。5.根据权利要求1或4所述的变换器阻抗测量方法，其特征在于，所述根据所述待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号，确定与预先建立的阻抗模型中阻抗的结构相同的所述待测量变换器的测量阻抗，包括：将所述待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动时域信号和交直流电流扰动时域信号分别转换为频域信号；从所述待测量频率集中每个频率对应的交直流电压扰动频域信号中提取每个频率处的交直流电压扰动频域数据，并从所述待测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱克平，何英静，但扬清，李倩，曹建春，宗皓翔，
申请(专利权)人：中电普瑞电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：