电力电子装置阻抗测量方法及测量系统制造方法及图纸

本申请适用于阻抗测量技术领域，提供了一种电力电子装置阻抗测量方法及测量系统。该方法包括：获取对被测装置注入预设频率的第一扰动时的第一扰动信号和第一响应信号，以及对被测装置注入预设频率的第二扰动时的第二扰动信号和第二响应信号；第一扰动和第二扰动的频率相同且幅值不同；根据第一扰动信号、第一响应信号、第二扰动信号和第二响应信号计算得到预设频率下被测装置的阻抗；将预设扫频区间内的多个目标频率依次作为预设频率，执行上述获取扰动信号和响应信号，以及计算预设频率下被测装置的阻抗的步骤，得到预设扫频区间内的各个目标频率下被测装置的阻抗。本申请能够提高对被测装置的阻抗的测量精度。对被测装置的阻抗的测量精度。对被测装置的阻抗的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
电力电子装置阻抗测量方法及测量系统


[0001]本申请涉及阻抗测量
，具体涉及一种电力电子装置阻抗测量方法及测量系统。

技术介绍

[0002]近年来，我国新能源装机规模持续攀升，分布式电源、新能源、储能装置均通过电力电子装置并网。然而电力电子装置具有非线性程度较强、电能质量较低等缺陷，容易引发低频振荡、次同步振荡等频率振荡问题，对电网电能质量和安全稳定运行带来了巨大的挑战，频率振荡问题已成为影响以新能源为主体的新型电力系统的关键因素之一。
[0003]电力电子装置的阻抗可以表征电力电子装置的并网特性，进而基于电力电子装置的并网特性可以进一步分析出电力系统的稳定性和可靠性。因此电力电子装置的阻抗测量尤为重要。然而，常规的对电力电子装置的阻抗测量方法存在测量精度低、测试不准确等问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种电力电子装置阻抗测量方法及测量系统，以解决常规的对电力电子装置的阻抗测量方法对电力电子装置的阻抗测量精度低、测试不准确的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种电力电子装置阻抗测量方法，包括：获取对被测装置注入预设频率的第一扰动时的第一扰动信号和第一响应信号，以及对被测装置注入预设频率的第二扰动时的第二扰动信号和第二响应信号；第一扰动和第二扰动的频率相同且幅值不同；被测装置为待测的电力电子装置；根据第一扰动信号、第一响应信号、第二扰动信号和第二响应信号计算得到预设频率下被测装置的阻抗；将预设扫频区间内的多个目标频率依次作为预设频率，执行上述获取扰动信号和响应信号，以及计算预设频率下被测装置的阻抗的步骤，得到预设扫频区间内的各个目标频率下被测装置的阻抗。
[0006]在第一方面的一种可能的实施方式中，根据第一扰动信号、第一响应信号、第二扰动信号和第二响应信号计算得到预设频率下被测装置的阻抗，包括：分别对第一扰动信号、第一响应信号、第二扰动信号和第二响应信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第一扰动频域信号、第一响应频域信号、第二扰动频域信号和第二响应频域信号；根据阻抗计算公式和第一扰动频域信号、第一响应频域信号、第二扰动频域信号和第二响应频域信号计算得到预设频率下被测装置的阻抗。
[0007]在第一方面的一种可能的实施方式中，阻抗计算公式为：
[0008][0009]式中，为被测装置的阻抗复矢量，的幅值为Z
g
(h)，相角为阻性分
量为R
g
，感性分量为L
g
，角频率为ω
h
；h为预设频率，和分别为第一扰动频域信号和第一响应频域信号，和分别为第二扰动频域信号和第二响应频域信号，或，和分别为第一响应频域信号和第一扰动频域信号，和分别为第二响应频域信号和第二扰动频域信号。
[0010]在第一方面的一种可能的实施方式中，第一扰动和第二扰动为三相扰动；扰动信号包括三相扰动信号，响应信号包括三相响应信号；分别对第一扰动信号、第一响应信号、第二扰动信号和第二响应信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第一扰动频域信号、第一响应频域信号、第二扰动频域信号和第二响应频域信号，包括：对第一扰动信号中的预设相的扰动信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第一扰动频域信号；预设相为三相中的任一相；对第一响应信号中的预设相的响应信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第一响应频域信号；对第二扰动信号中的预设相的扰动信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第二扰动频域信号；对第二响应信号中的预设相的响应信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第二响应频域信号。
[0011]在第一方面的一种可能的实施方式中，获取对被测装置注入预设频率的第一扰动时的第一扰动信号和第一响应信号，以及对被测装置注入预设频率的第二扰动时的第二扰动信号和第二响应信号之前，还包括：获取未对被测装置注入扰动时，预设频率下的背景谐波含量；分别获取对被测装置注入预设频率的多次扰动时的扰动背景谐波含量；多次扰动的频率相同且幅值不同；根据背景谐波含量和各扰动背景谐波含量，分别计算各扰动对应的谐波变化量；根据各谐波变化量计算平均谐波变化量，确定与平均谐波变化量的差值最小的两个谐波变化量对应的两次扰动分别为第一扰动和第二扰动。
[0012]在第一方面的一种可能的实施方式中，第一扰动和第二扰动的类型相同，为电压扰动或电流扰动；当第一扰动和第二扰动为电压扰动时，扰动信号为电压扰动信号，响应信号为电流响应信号；当第一扰动和第二扰动为电流扰动时，扰动信号为电流扰动信号，响应信号为电压响应信号；获取对被测装置注入预设频率的第一扰动时的第一扰动信号和第一响应信号，以及对被测装置注入预设频率的第二扰动时的第二扰动信号和第二响应信号之前，还包括：获取对被测装置注入预设频率的电压扰动时，电网侧电压扰动分量和被测装置侧电压扰动分量，计算被测装置侧电压扰动分量与电网侧电压扰动分量的第一比值；获取对被测装置注入预设频率的电流扰动时，电网侧电流扰动分量和被测装置侧电流扰动分量，计算被测装置侧电流扰动分量与电网侧电流扰动分量的第二比值；比较第一比值和第二比值的大小，确定数值较大的比值对应的扰动的类型为对被测装置注入的扰动的类型。
[0013]第二方面，本申请实施例提供了一种电力电子装置阻抗测量系统，在测量被测装置的阻抗时执行如第一方面任一项的电力电子装置阻抗测量方法；
[0014]上述测量系统包括：并网开关、第一可调电抗、第二可调电抗、第三可调电抗、第一扰动电压源、第二扰动电压源、第一扰动电流源、第二扰动电流源；并网开关的第一端连接电网，并网开关的第二端连接第一可调电抗的第一端；第一可调电抗的第二端连接第一扰动电压源的第一端，第一扰动电压源的第二端连接第二可调电抗的第一端；第一扰动电压源的第一端还并联第一扰动电流源；第一可调电抗的第二端还连接第二扰动电压源的第一
端，第二扰动电压源的第二端连接第三可调电抗的第一端；第二扰动电压源的第一端还并联第二扰动电流源；第二可调电抗的第二端为第一测试点；第一可调电抗的第二端与第二扰动电压源的第一端之间为第二测试点；第三可调电抗的第二端为第三测试点；被测装置连接于第二测试点或第三测试点。
[0015]在第二方面的一种可能的实施方式中，还包括：第一旁路开关和第二旁路开关；第一旁路开关与第一扰动电压源并联，第二旁路开关与第二扰动电压源并联。
[0016]在第二方面的一种可能的实施方式中，还包括：与被测装置连接的数据采集单元；数据采集单元用于获取对被测装置注入预设频率的第一扰动时的第一扰动信号和第一响应信号，以及对被测装置注入预设频率的第二扰动时的第二扰动信号和第二响应信号；将预设扫频区间内的多个目标频率依次作为预设频率。
[0017]在第二方面的一种可能的实施方式中，还包括：与数据采集单元连接的控制计算单元；控制计算单元用于根据第一扰动信号、第一响应信号、第二扰动信号和第二响应信号计算得到预设频率下被测装置的阻抗。
[0018]可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力电子装置阻抗测量方法，其特征在于，包括：获取对被测装置注入预设频率的第一扰动时的第一扰动信号和第一响应信号，以及对所述被测装置注入预设频率的第二扰动时的第二扰动信号和第二响应信号；所述第一扰动和所述第二扰动的频率相同且幅值不同；所述被测装置为待测的电力电子装置；根据所述第一扰动信号、所述第一响应信号、所述第二扰动信号和所述第二响应信号计算得到所述预设频率下所述被测装置的阻抗；将预设扫频区间内的多个目标频率依次作为所述预设频率，执行上述获取扰动信号和响应信号，以及计算所述预设频率下所述被测装置的阻抗的步骤，得到所述预设扫频区间内的各个目标频率下所述被测装置的阻抗。2.根据权利要求1所述的电力电子装置阻抗测量方法，其特征在于，所述根据所述第一扰动信号、所述第一响应信号、所述第二扰动信号和所述第二响应信号计算得到所述预设频率下所述被测装置的阻抗，包括：分别对所述第一扰动信号、所述第一响应信号、所述第二扰动信号和所述第二响应信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第一扰动频域信号、第一响应频域信号、第二扰动频域信号和第二响应频域信号；根据阻抗计算公式和所述第一扰动频域信号、所述第一响应频域信号、所述第二扰动频域信号和所述第二响应频域信号计算得到所述预设频率下所述被测装置的阻抗。3.根据权利要求2所述的电力电子装置阻抗测量方法，其特征在于，所述阻抗计算公式为：式中，为被测装置的阻抗复矢量，的幅值为Z
g
(h)，相角为阻性分量为R
g
，感性分量为L
g
，角频率为ω
h
；h为预设频率，和分别为所述第一扰动频域信号和第一响应频域信号，和分别为所述第二扰动频域信号和第二响应频域信号，或，和分别为所述第一响应频域信号和第一扰动频域信号，和分别为所述第二响应频域信号和第二扰动频域信号。4.根据权利要求2所述的电力电子装置阻抗测量方法，其特征在于，所述第一扰动和所述第二扰动为三相扰动；所述扰动信号包括三相扰动信号，所述响应信号包括三相响应信号；所述分别对所述第一扰动信号、所述第一响应信号、所述第二扰动信号和所述第二响应信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第一扰动频域信号、第一响应频域信号、第二扰动频域信号和第二响应频域信号，包括：对所述第一扰动信号中的预设相的扰动信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第一扰动频域信号；所述预设相为三相中的任一相；对所述第一响应信号中的预设相的响应信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第一响
应频域信号；对所述第二扰动信号中的预设相的扰动信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第二扰动频域信号；对所述第二响应信号中的预设相的响应信号进行离散傅里叶变换，得到对应的第二响应频域信号。5.根据权利要求1所述的电力电子装置阻抗测量方法，其特征在于，所述获取对被测装置注入预设频率的第一扰动时的第一扰动信号和第一响应信号，以及对所述被测装置注入预设频率的第二扰动时的第二扰动信号和第二响应信号之前，还包括：获取未对被测装置注入扰动时，所述预设频率下的背景谐波含量；分别获取对被测装置注入预设频率的多次扰动时的扰动背景谐波含量；所述多次扰动的频率相同且幅值不同；根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟良，胡雪凯，李铁成，王磊，周文，范辉，杨少波，孟政吉，苏灿，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：