基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法及系统技术方案

本公开属于低电压穿越技术领域，具体涉及一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法及系统，包括：获取至少两个不同时刻的电网电压信号；对所获取的电网电压分别进行分帧采样处理，构造与电网电压信号相对应的自相关函数，得到每一帧电网电压信号的自相关函数序列；根据所得到的每一帧电网电压信号的自相关函数序列，构造电网电压信号的自相关序列矢量；计算不同电网电压信号的自相关序列矢量的夹角；根据所述夹角的余弦、电压突变判据和预设的语音端点检测模型，完成电压检测。完成电压检测。完成电压检测。

【技术实现步骤摘要】
基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法及系统


[0001]本公开属于低电压穿越
，具体涉及一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]风电的网侧变流器通常采用电网电压定向控制策略，把直流侧的直流电逆变成交流电，向电网输送有功功率和无功功率并维持直流环节电压的稳定。电压跌落将会严重影响电压源逆变器的性能。大多数情况下的电压跌落是由短路故障而引起的。通常电网电压跌落有四种情况，即电网单相接地故障引起的电压跌落、电网两相接地故障引起的电压跌落、电网两相相间短路故障引起的电压跌落和电网三相短路引起的电压跌落故障。
[0004]据专利技术人了解，各类电网短路故障中，单相短路占大多数，三相短路的几率最小，三相短路故障虽然很少发生，但情况最严重。在风电低电压运行分析时，研究三相对称跌落具有重要意义。
[0005]电网电压跌落瞬间，会导致电网输出功率瞬时减少，但发电系统的输出功率保持不变，功率不匹配直接引起直流母线电压瞬间增大，导致主电路中的电力电子器件和控制器的故障。此时若采取强制措施令直流母线电压处于稳定状态时，又会导致发电系统输出到电网端的电流增大，同样会导致整流器的损坏。如果能够在整流端采用控制器，整流器能够在电压发生波动时切换至故障控制模式，就能够避免电压跌落现象所产生的影响，同时，还可以通过向系统输送无功达到短时无功支撑的效果，令发电机组的低电压穿越(Low Voltage Ride Through，简称LVRT)达到比较好的效果。
[0006]以直驱永磁风力发电系统为例，由于风电机组与电网之间通过背靠背全功率变流器实现隔离，低电压运行能力相对于双馈风力发电机组具有一定的优势，但是其直流侧也存在过电压的问题。由于发电机侧变流器没有直接连接到电网，发生故障时，可不受影响地继续将功率从风轮传递到功率变流器；但是，连接到电网的网侧变流器自动地受到电网故障的影响，由于变流器额定电流的限制，不能将全部电功率从网侧变流器输送到电网，剩余的能量储存在直流环节的电容器内，使直流母线电压快速上升，损坏变流器；这时，需要通过低电压穿越来抑制过电流和过电压，进而实现电网故障排除后向电网输出无功，支持电网恢复的技术。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本公开提出了一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法及系统，引入语音端点检测算法，采用自相关函数余弦角值的端点检测方法来检测风机变流器低电压穿越期间的电网参考电压值，进而实现风机网侧变流器的电压检测，使得风电机组快速参与对电网的无功支撑。
[0008]根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法，采用如下技术方案：
[0009]一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法，包括：
[0010]获取至少两个不同时刻的电网电压信号；
[0011]对所获取的电网电压分别进行分帧采样处理，构造与电网电压信号相对应的自相关函数，得到每一帧电网电压信号的自相关函数序列；
[0012]根据所得到的每一帧电网电压信号的自相关函数序列，构造电网电压信号的自相关序列矢量；
[0013]计算不同电网电压信号的自相关序列矢量的夹角；
[0014]根据所述夹角的余弦、电压突变判据和预设的语音端点检测模型，完成电压检测。
[0015]作为进一步的技术限定，当电网发生故障时，通过风机网侧变流器控制器检测所跌落的电网电压，将检测结果反馈给相对应的控制单元，依据电网电压的变化情况切换至故障状态运行模式，避免因过大的电压抖动引起脱网；当电网电压恢复正常时，切换回正常运行控制策略。
[0016]作为进一步的技术限定，对所获取的电网电压信号x(n)进行分帧处理得到x
i
(m)，其中，下标i表示为第i帧(i＝1,2，
…
，M)，M为总帧数；每一帧电网电压信号的自相关函数为：其中，L为电压信号分帧后每帧的长度；k为延迟量。
[0017]作为进一步的技术限定，电网电压由正常到故障跌落再到恢复正常分别于语音信号的起始点和结束点相匹配，采用自相关函数余弦角值的语音端点检测算法进行电网电压的检测。
[0018]作为进一步的技术限定，检测风机并网点电压，将正常运行的电压信号类比为噪声参考信号，构造噪声模型。
[0019]进一步的，所述电压突变判据为：
[0020]当夹角的余弦趋向于1时，所检测的电压信号仅包含噪声信号，则未发生电压突变；
[0021]当夹角的余弦趋向于0时，所检测的突变后的电压信号包括噪声信号和电压信号，则发生了电压突变。
[0022]作为进一步的技术限定，当电网发生故障时，电网电压发生突变，在风机网侧变流器采用无功补偿模式控制策略，检测电压跌落，将故障信息反馈至控制模式比较选择元件，切换至故障运行模式。
[0023]根据一些实施例，本公开的第二方案提供了一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测系统，采用如下技术方案：
[0024]一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测系统，包括：
[0025]获取模块，其被配置为获取至少两个不同时刻的电网电压信号；
[0026]构造模块，其被配置为对所获取的电网电压分别进行分帧采样处理，构造与电网电压信号相对应的自相关函数，得到每一帧电网电压信号的自相关函数序列；根据所得到的每一帧电网电压信号的自相关函数序列，构造电网电压信号的自相关序列矢量；
[0027]计算模块，其被配置为计算不同电网电压信号的自相关序列矢量的夹角；
[0028]检测模块，其被配置为根据所述夹角的余弦、电压突变判据和预设的语音端点检测模型，完成电压检测。
[0029]根据一些实施例，本公开的第三方案提供了一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：
[0030]一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法中的步骤。
[0031]根据一些实施例，本公开的第四方案提供了一种电子设备，采用如下技术方案：
[0032]一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法中的步骤。
[0033]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0034]本公开与传统的基于坐标变换或锁相环的电压跌落检测方法相比，不需要经过复杂的数学变换，可直接对电压信号进行检测，不需要像传统的检测方法中对锁相环或积分器等元件进行参数调节，避免了繁琐的PI参数调节过程，检测方法直观简洁，具有良好的检测速度，可满足风机变流器在低电压穿越期间对控制策略的切换速度的要求，从而使新能源机组快速参与对电网无功支撑，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法，其特征在于，包括：获取至少两个不同时刻的电网电压信号；对所获取的电网电压分别进行分帧采样处理，构造与电网电压信号相对应的自相关函数，得到每一帧电网电压信号的自相关函数序列；根据所得到的每一帧电网电压信号的自相关函数序列，构造电网电压信号的自相关序列矢量；计算不同电网电压信号的自相关序列矢量的夹角；根据所述夹角的余弦、电压突变判据和预设的语音端点检测模型，完成电压检测。2.如权利要求1中所述的一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法，其特征在于，当电网发生故障时，通过风机网侧变流器控制器检测所跌落的电网电压，将检测结果反馈给相对应的控制单元，依据电网电压的变化情况切换至故障状态运行模式，避免因过大的电压抖动引起脱网；当电网电压恢复正常时，切换回正常运行控制策略。3.如权利要求1中所述的一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法，其特征在于，对所获取的电网电压信号x(n)进行分帧处理得到x
i
(m)，其中，下标i表示为第i帧(i＝1,2，
…
，M)，M为总帧数；每一帧电网电压信号的自相关函数为：其中，L为电压信号分帧后每帧的长度；k为延迟量。4.如权利要求1中所述的一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法，其特征在于，电网电压由正常到故障跌落再到恢复正常分别于语音信号的起始点和结束点相匹配，采用自相关函数余弦角值的语音端点检测算法进行电网电压的检测。5.如权利要求1中所述的一种基于语音端点检测算法的低电压穿越电压检测方法，其特征在于，检测风机并网点电压，将正常运行的电压信号类比为噪声参考信号，构造噪声模型。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：王新宇，刘卫明，杨朋威，林楠，项颂，陈璐，任正，郑博文，窦宇宇，崔亚茹，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：