大型风力发电并网系统的谐振检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种大型风力发电并网系统的谐振检测方法和装置，方法包括：采用小波变换对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行分析，将并网电压信号划分成不同的子频带信号，并提取波动幅度最大的子频带；通过改进自适应波形匹配延拓实现对波动幅度最大的子频带的左端点、右端点延拓，得到延拓后的信号；利用希尔伯特黄变换对延拓后的信号进行分析，得到大型风力发电并网系统的谐振频率和幅值。本发明专利技术不仅能够有效确定大型风力发电并网系统中谐振信号的幅值和频率，同时改善了HHT的端点效应，提高了检测速度和精度。提高了检测速度和精度。提高了检测速度和精度。

【技术实现步骤摘要】
大型风力发电并网系统的谐振检测方法和装置


[0001]本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种大型风力发电并网系统的谐振检测方法和装置。

技术介绍

[0002]随着风电能源快速发展，电网中风电大规模并网，并且越来越多的逆变器等电力电子设备的使用，使得电网变为一个复杂的高阶LC网络，并且谐波含量也更加复杂，电网和电力电子设备之间相互作用，使得系统容易发生谐振现象，严重破环电网安全稳定运行，因此研究大型风力发电并网系统的谐振检测方法具有重要意义。而目前对于大型风力发电并网系统的谐振检测没有相关研究。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种大型风力发电并网系统的谐振检测方法和装置，以解决上述提及的至少一个问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下方案：
[0005]根据本专利技术的第一方面，本专利技术实施例提供了一种大型风力发电并网系统的谐振检测方法，所述方法包括：采用小波变换(Wavelet Transform，WT)对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行分析，将所述并网电压信号划分成不同的子频带信号，并提取波动幅度最大的子频带；通过改进自适应波形匹配延拓实现对所述波动幅度最大的子频带的左端点、右端点延拓，得到延拓后的信号；利用希尔伯特黄变换(Hilbert
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Huang Transform,HHT)对所述延拓后的信号进行分析，得到大型风力发电并网系统的谐振频率和幅值。
[0006]优选的，本专利技术实施例提供的上述方法中采用小波变换对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行分析，将所述并网电压信号划分成不同的子频带信号，并提取波动幅度最大的子频带包括：对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行j层db40小波分析，将所述并网电压信号划分成低频信号和高频信号，提取波动幅度最大的子频带。
[0007]优选的，本专利技术实施例提供的上述方法中对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行j层db40小波分析包括：选用平滑函数h(t)的一阶导数作为小波函数对所述并网电压信号进行小波变换，所述并网电压信号的小波变换如下式：
[0008][0009]其中，s(t)为并网电压信号，h
a
(t)为平滑函数h(t)的伸缩函数，a为尺度，φ为尺度函数，ψ为小波基函数，h为低通滤波器，g为高通滤波器，*表示共轭，W
a
s(t)为s(t)在尺度a下的小波变换函数。
[0010]优选的，本专利技术实施例提供的上述方法中提取波动幅度最大的子频带包括：通过获取在尺度a下的小波变换函数W
a
s(t)的局部极值点来确定并网电压信号s(t)的突变量，选取突变量最大的子频带作为波动幅度最大的子频带。
[0011]根据本专利技术的第三方面，本专利技术实施例还提供一种大型风力发电并网系统的谐振检测装置，所述装置包括：小波变换单元，用于采用小波变换对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行分析，将所述并网电压信号划分成不同的子频带信号，并提取波动幅度最大的子频带；延拓单元，用于通过改进自适应波形匹配延拓实现对所述波动幅度最大的子频带的左端点、右端点延拓，得到延拓后的信号；谐振分析单元，用于利用希尔伯特黄变换对所述延拓后的信号进行分析，得到大型风力发电并网系统的谐振频率和幅值。
[0012]优选的，本专利技术实施例提供的上述小波变换单元具体用于：对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行j层db40小波分析，将所述并网电压信号划分成低频信号和高频信号，提取波动幅度最大的子频带。
[0013]优选的，本专利技术实施例提供的上述小波变换单元对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行j层db40小波分析包括：选用平滑函数h(t)的一阶导数作为小波函数对所述并网电压信号进行小波变换，所述并网电压信号的小波变换如下式：
[0014][0015]其中，s(t)为并网电压信号，h
a
(t)为平滑函数h(t)的伸缩函数，a为尺度，φ为尺度函数，ψ为小波基函数，h为低通滤波器，g为高通滤波器，*表示共轭，W
a
s(t)为s(t)在尺度a下的小波变换函数。
[0016]优选的，本专利技术实施例提供的上述小波变换单元提取波动幅度最大的子频带包括：通过获取在尺度a下的小波变换函数W
a
s(t)的局部极值点来确定并网电压信号s(t)的突变量，选取突变量最大的子频带作为波动幅度最大的子频带。
[0017]根据本专利技术的第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0018]根据本专利技术的第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0019]根据本专利技术的第五方面，本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0020]本专利技术所提出的大型风力发电并网系统的谐振检测方法和装置，WT具有多分辨率特点，在检测突变点方面具有优势，WT提取的幅值波动最大的子频带即谐振信号所在频带，只需要对该频带进行下一步分析，而其他频带不需要再进一步分析，进而可以提高检测速度。改进自适应波形匹配延拓的HHT在已有的波形匹配延拓方法基础上，不仅考虑波形深度，而且兼顾波形上升时间和波形下降时间，使得匹配波形将更加准确，改善了希尔伯特黄变换的端点效应，可以提高检测精度。对比传统的WT、HHT，本专利技术提出的基于WT和改进HHT结合的大型风力发电并网系统的谐振检测方法不仅能够有效确定谐振信号的幅值和频率，同时改善了HHT的端点效应，提高了检测速度和精度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0022]图1是本申请实施例提供的一种大型风力发电并网系统的谐振检测方法的流程示意图；
[0023]图2是本申请实施例提供的改进自适应波形匹配延拓的原理图；
[0024]图3是本申请实施例提供的大型风力发电并网系统中含有谐振信号的并网电压的波形示意图；
[0025]图4是对图3并网电压信号基于WT和改进HHT相结合的分析结果示意图；
[0026]图5是对高频信号cd4进行改进HHT分析的分析结果示意图；
[0027]图6是本申请实施例提供的一种大型风力发电并网系统的谐振检测装置的结构示意图；
[0028]图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型风力发电并网系统的谐振检测方法，其特征在于，所述方法包括：采用小波变换对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行分析，将所述并网电压信号划分成不同的子频带信号，并提取波动幅度最大的子频带；通过改进自适应波形匹配延拓实现对所述波动幅度最大的子频带的左端点、右端点延拓，得到延拓后的信号；利用希尔伯特黄变换对所述延拓后的信号进行分析，得到大型风力发电并网系统的谐振频率和幅值。2.如权利要求1所述的大型风力发电并网系统的谐振检测方法，其特征在于，所述采用小波变换对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行分析，将所述并网电压信号划分成不同的子频带信号，并提取波动幅度最大的子频带包括：对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行j层db40小波分析，将所述并网电压信号划分成低频信号和高频信号，提取波动幅度最大的子频带。3.如权利要求1所述的大型风力发电并网系统的谐振检测方法，其特征在于，所述对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行j层db40小波分析包括：选用平滑函数h(t)的一阶导数作为小波函数对所述并网电压信号进行小波变换，所述并网电压信号的小波变换如下式：其中，s(t)为并网电压信号，h
a
(t)为平滑函数h(t)的伸缩函数，a为尺度，φ为尺度函数，ψ为小波基函数，h为低通滤波器，g为高通滤波器，*表示共轭，W
a
s(t)为s(t)在尺度a下的小波变换函数。4.如权利要求1所述的大型风力发电并网系统的谐振检测方法，其特征在于，所述提取波动幅度最大的子频带包括：通过获取在尺度a下的小波变换函数W
a
s(t)的局部极值点来确定并网电压信号s(t)的突变量，选取突变量最大的子频带作为波动幅度最大的子频带。5.一种大型风力发电并网系统的谐振检测装置，其特征在于，所述装置包括：小波变换单元，用于采用小波变换对大型风力发电并网系统的并网电压信号进行分析，将所述并网电压信号划分成不同的子频带信号，并提取波动幅度最大的子频带；...

【专利技术属性】
技术研发人员：高静，卢毅，赵媛，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：