一种新能源并网系统的阻抗测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源并网系统的阻抗测量方法，该方法根据锁相环输出相位与并网点实际相位之间的关系，对基于锁相环输出相位求得的并网系统阻抗进行修正，可以消除锁相环的动态特性对阻抗测量带来的影响，修正后的阻抗更加准确，同时也可以降低锁相环参数的选取要求，截止频率可以取得更高，从而提升阻抗测量的速度。本发明专利技术的新能源并网系统的阻抗测量方法可以得到更加精准的阻抗频率特性，从而有利于做风机等值或稳定性分析等进一步研究。于做风机等值或稳定性分析等进一步研究。于做风机等值或稳定性分析等进一步研究。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源并网系统的阻抗测量方法

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[0001]本专利技术属于电力系统稳定性分析领域，特别涉及一种新能源并网系统的阻抗测量方法。

技术介绍
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[0002]随着化石能源的枯竭，新能源成为能源结构调整、实现可持续发展的最佳选择，在新能源场站经并网点接入电网时，时常会导致整个并网系统宽频带内的振荡不稳定，严重威胁电网的安全稳定运行。对于并网系统的振荡问题，目前一般采用阻抗分析法对并网系统稳定性进行分析。
[0003]阻抗分析法具有明确的物理意义，是应用最广泛、最有效的稳定性分析方法。阻抗分析法通过阻抗测量的方法获取系统的小信号阻抗频率特性，再通过Nyquist判据、范数判据、Bode图判据和阻抗行列式零点判据等稳定性判据对系统的小干扰稳定性进行研究。其中，阻抗测量的方法是通过向并网点注入小扰动，并根据测量得到的小扰动响应计算出其阻抗特性，在注入扰动和测量响应的过程中，会有dq
‑
abc或abc
‑
dq的坐标变换过程，其相角往往是利用锁相环从并网点处获得的。然而，锁相环本身也存在动态特性，会对阻抗测量的结果造成误差，虽然通过限制锁相环的参数可以减少误差，但会对其动态性能产生影响，不利于阻抗测量的效率。

技术实现思路
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[0004]本专利技术的目的在于提供一种新能源并网系统的阻抗测量方法，本专利技术的阻抗测量方法考虑了锁相环在阻抗测量过程中的动态特性，消除了锁相环引入后对阻抗测量结果带来的误差，从而得到并网系统的真实阻抗，有利于对并网系统阻抗特性进行更准确的运用。r/>[0005]为了达成上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种新能源并网系统的阻抗测量方法，所述新能源并网系统中新能源场站经并网点接入电网，包括：
[0007]利用锁相环对并网点三相电压进行锁相，得到锁相环输出相位；根据所述锁相环输出相位，获取小信号扰动响应；根据所述小信号扰动响应，计算出新能源并网系统的阻抗；基于锁相环输出相位与并网点实际相位之间的关系，对所述阻抗进行修正，得到新能源并网系统的实际阻抗。
[0008]进一步地，所述小信号扰动响应的获取方法包括如下步骤：
[0009]生成扰动信号：在dq坐标系下生成第一、第二扰动信号，其中，第一扰动信号在q轴上保持扰动为0，在d轴上保持设定频率的正弦电压扰动；第二扰动信号在d轴上保持扰动为0，在q轴上保持设定频率的正弦电压扰动；
[0010]对扰动信号进行坐标转换：根据所述锁相输出相位分别对第一、第二扰动信号进行坐标变换，得到abc坐标系下的第一、第二扰动信号；
[0011]进行扰动注入：第一次扰动注入，将第一扰动信号通过受控电压源串联注入并网
点，测量第一次扰动注入时并网点的电压、电流响应；第二次扰动注入，将第二扰动信号通过受控电压源串联注入并网点，测量第二次扰动注入时并网点的电压、电流响应；
[0012]对扰动信号进行逆坐标转换：根据所述锁相输出相位，分别对第一次、第二次扰动注入时并网点的电压、电流响应进行逆坐标变换，对应得到dq坐标系下的第一次和第二次扰动注入时并网点的电压、电流响应
[0013]计算小信号扰动响应：将所述dq坐标系下的第一次、第二次扰动注入时并网点的电压、电流响应分别对应减去稳态电压分量和稳态电流分量，得到第一次、第二次扰动注入时并网点的小信号扰动响应。
[0014]进一步地，所述第一扰动信号的表达式为：
[0015][0016]所述第二扰动信号的表达式为：
[0017][0018]式中，为第一扰动信号的d轴分量；为第一扰动信号的q轴分量；ampd为第一扰动信号d轴分量的幅值，ampd取并网点额定电压幅值的1～5％；f为设定频率，f视具体系统而定；t为时间；为第二扰动信号的d轴分量；为第二扰动信号的q轴分量；ampq为第二扰动信号q轴分量的幅值，ampq取并网点额定电压幅值的1～5％。
[0019]进一步地，所述对扰动信号进行坐标转换的具体方法为：
[0020][0021][0022]式中，θ
pll
为锁相输出相位；和分别为第一扰动信号的a相、b相、c相分量；和分别为第二扰动信号的a相、b相、c相分量。
[0023]进一步地，所述对扰动信号进行逆坐标转换的具体方法为：
[0024][0025][0026][0027][0028]式中，分别为第一次扰动注入时并网点的d、q、0轴电压响应；分别为第一次扰动注入时并网点的d、q、0轴电流响应；分别为第一次扰动注入时并网点的d、q、0轴电流响应；分别为第一次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电压响应，一次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电压响应，分别为第一次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电流响应；
[0029]分别为第二次扰动注入时并网点的d、q、0轴电压响应；分别为第二次扰动注入时并网点的d、q、0轴电压响应；分别为第二次扰动注入时并网点的d、q、0轴电流响应；分别为第二次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电压响应，分别为第二次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电流响应。
[0030]进一步地，所述计算小信号扰动响应的具体方法为：
[0031][0032][0033][0034][0035]式中，分别为第一次扰动注入时并网点的小信号电压响应d、q轴分量；
[0036]分别为第一次扰动注入时并网点的小信号电流响应d、q轴分量；
[0037]分别为第二次扰动注入时并网点的小信号电压响应d、q轴分量；
[0038]分别为第二次扰动注入时并网点的小信号电流响应d、q轴分量；
[0039]U
d0
、U
q0
分别为未注入扰动时并网点处的稳态电压d、q轴分量；
[0040]I
d0
、I
q0
分别为未注入扰动时并网点处的稳态电流d、q轴分量。
[0041]进一步地，所述新能源并网系统的阻抗的计算方法如下：
[0042][0043]式中，为新能源并网系统的阻抗。
[0044]进一步地，所述对所述阻抗进行修正，得到新能源并网系统的实际阻抗的具体方法包括：
[0045]令第一次、第二次扰动注入时并网点的实际相位与锁相环输出相位之间相位差分别为Δθ1和Δθ2，则在dq坐标系下，并网点实际电压与第一、第二扰动信号之间的关系为：
[0046][0047][0048]式中，u
d1
为第一次扰动注入时并网点的实际电压的d轴分量；u
q1
为第一次扰动注入时并网点的实际电压的q轴分量；u
d2
为第二次扰动注入时并网点的实际电压的d轴分量；u
q2
为第二次扰动注入时并网点的实际电压的q轴分量；
[0049]为第一扰动信号的d轴分量；为第一扰动信号的q轴分量；为第二扰动信号的d轴分量；为第二扰动信号的q轴分量；
[0050]对所述并网点实际电压与第一、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源并网系统的阻抗测量方法，所述新能源并网系统中新能源场站经并网点接入电网，其特征在于：包括：利用锁相环对并网点三相电压进行锁相，得到锁相环输出相位；根据所述锁相环输出相位，获取小信号扰动响应；根据所述小信号扰动响应，计算出新能源并网系统的阻抗；基于锁相环输出相位与并网点实际相位之间的关系，对所述阻抗进行修正，得到新能源并网系统的实际阻抗。2.根据权利要求1所述的基于同步坐标系的新能源并网系统的阻抗测量方法，其特征在于：所述小信号扰动响应的获取方法包括如下步骤：生成扰动信号：在dq坐标系下生成第一、第二扰动信号；其中，第一扰动信号在q轴上保持扰动为0，在d轴上保持设定频率的正弦电压扰动；第二扰动信号在d轴上保持扰动为0，在q轴上保持设定频率的正弦电压扰动；对扰动信号进行坐标转换：根据所述锁相输出相位分别对第一、第二扰动信号进行坐标变换，得到abc坐标系下的第一、第二扰动信号；进行扰动注入：第一次扰动注入，将第一扰动信号通过受控电压源串联注入并网点，测量第一次扰动注入时并网点的电压、电流响应；第二次扰动注入，将第二扰动信号通过受控电压源串联注入并网点，测量第二次扰动注入时并网点的电压、电流响应；对扰动信号进行逆坐标转换：根据所述锁相输出相位，分别对第一次、第二次扰动注入时并网点的电压、电流响应进行逆坐标变换，对应得到dq坐标系下的第一次和第二次扰动注入时并网点的电压、电流响应；计算小信号扰动响应：将所述dq坐标系下的第一次、第二次扰动注入时并网点的电压、电流响应分别对应减去稳态电压分量和稳态电流分量，得到第一次、第二次扰动注入时并网点的小信号扰动响应。3.根据权利要求2所述的基于同步坐标系的新能源并网系统的阻抗测量方法，其特征在于：所述第一扰动信号的表达式为：所述第二扰动信号的表达式为：式中，为第一扰动信号的d轴分量；为第一扰动信号的q轴分量；ampd为第一扰动信号d轴分量的幅值，ampd取并网点额定电压幅值的1～5％；f为设定频率，f视具体系统而定；t为时间；为第二扰动信号的d轴分量；为第二扰动信号的q轴分量；ampq为第二扰动信号q轴分量的幅值，ampq取并网点额定电压幅值的1～5％。4.根据权利要求3所述的基于同步坐标系的新能源并网系统的阻抗测量方法，其特征
在于：所述对扰动信号进行坐标转换的具体方法为：在于：所述对扰动信号进行坐标转换的具体方法为：式中，θ
pll
为锁相输出相位；和分别为第一扰动信号的a相、b相、c相分量；和分别为第二扰动信号的a相、b相、c相分量。5.根据权利要求4所述的基于同步坐标系的新能源并网系统的阻抗测量方法，其特征在于：所述对扰动信号进行逆坐标转换的具体方法为：在于：所述对扰动信号进行逆坐标转换的具体方法为：在于：所述对扰动信号进行逆坐标转换的具体方法为：在于：所述对扰动信号进行逆坐标转换的具体方法为：式中，分别为第一次扰动注入时并网点的d、q、0轴电压响应；分别为第一次扰动注入时并网点的d、q、0轴电流响应；分别为第一次扰动注入时并网点的d、q、0轴电流响应；分别为第一次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电压响应，一次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电压响应，分别为第一次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电流响应；分别为第二次扰动注入时并网点的d、q、0轴电压响应；分别为第二次扰动注入时并网点的d、q、0轴电压响应；分别为第二次扰动注入时并网点的d、q、0轴电流响应；分别为第二次扰动注入
时并网点的a相、b相、c相电压响应，分别为第二次扰动注入时并网点的a相、b相、c相电流响应。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晖，黄慧，韩杏宁，孙震宇，许偲轩，常海军，彭竹弈，李兆伟，赵菲菲，王超，李辰，袁虎玲，祁万春，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：