一种新能源现场的阻抗同步测量系统和方法技术方案

本申请提供了一种新能源现场的阻抗同步测量系统和方法，包括：阻抗计算监控单元

【技术实现步骤摘要】
一种新能源现场的阻抗同步测量系统和方法


[0001]本申请属于新能源涉网性能测试领域，具体涉及一种新能源现场的阻抗同步测量系统和方法
。

技术介绍

[0002]大规模新能源并网形成了局部双高电力系统，其运行特性与传统电力系统相比发生深刻变化，自
2009
年起，全球多地区相继发生新能源宽频振荡事故，导致新能源及火电机组脱网
、
送出能力受限
、
弃风弃光增加，甚至输电设备损坏，宽频振荡已成为制约大规模新能源发展的一个主要问题
。
[0003]阻抗分析是宽频振荡风险评估的基础手段，是新能源控制特性优化重要前提，阻抗分析需要新能源阻抗，其获取方法主要有解析法
、
仿真扫描法和现场测量法，解析法是数学推导方法，依赖装置完整控制结构和参数，实际新能源机组控制结构和参数为制造商核心机密，难以准确获取，存在控制“黑
/
灰箱化”问题；仿真扫描法无需提供控制结构参数，但仿真平台计算步长
、
接口延时
、
开关模型等效参数等因素均会降低阻抗测量精度；如图1所示为现有阻抗测量装置，现场测量法通过阻抗测量装置，对实际运行新能源机组直接进行阻抗测量，是解决仿真扫描法存在问题的有效手段；现有技术的现场测量法存在的缺陷是：
1)
当阻抗测量装置与待测新能源机组之间存在汇集系统，则汇集系统所含的其他新能源机组
、
变压器
、
线路会影响测量精度；
2)r/>为实现场站内不同类型新能源机组的阻抗测量，需要分别对每个型号机组机端开展现场测量，无法实现多个类型新能源机组阻抗同步测量，极大降低了现场测量效率
。
[0004]申请公布号为
CN 109521276 A
，名称为一种高压大容量阻抗测量装置及其扰动控制方法
、
申请公布号为
CN 107315112 A
，名称为一种兆瓦级宽频带阻抗测量装置及其控制方法和申请公布号为
CN 109459615 A
，名称为基于级联型多电平变换器的高压阻抗测量装置及控制方法的申请文件存在的缺点如下：
1)
为了避免汇集系统影响阻抗测量精度，将阻抗测量装置安装于新能源机端，为测量场站内不同机组阻抗，需要将测量装置在场站内频繁移动安装，极大增加了现场安装接线工作量；
2)
为实现场站内不同类型新能源机组的阻抗测量，需要分别在每个型号机组机端开展现场测量，无法实现多个类型新能源机组阻抗同步测量，极大降低了现场测量效率
。
[0005]申请公布号为
CN 110108946 A
，名称为三相并网变流器的自阻抗和互阻抗测量系统及方法和申请公布号为
CN 112649670 A
，名称为不利电网条件下的并网变流器系统阻抗测量方法及相关设备的申请文件的缺点如下：阻抗测量装置仍然接入新能源发电单元与电网
(
相当于汇集系统
)
之间，扰动注入单元
、
信号采样单元
、
阻抗计算监控单元集中配置，仍然无法解决测量场站内不同机组阻抗需要频繁移动安装阻抗测量装置
、
无法实现多个类型新能源机组阻抗同步测量的问题；
[0006]申请公布号为
CN 116087623 A
，名称为一种新能源并网系统整体阻抗测量方法及装置的申请文件的缺点如下：阻抗测量装置仍然接入新能源发电单元与电网
(
相当于汇集
系统
)
之间，该申请虽然可以测量外部系统整体阻抗，但外部系统所包含的其他新能源机组，其阻抗无法具体获知，无法实现多个类型新能源机组阻抗同步测量的问题；
[0007]申请公布号为
CN 114837900 A,
名称为风力发电系统宽频阻抗在线主动测量装置
、
方法及应用的申请文件的缺点如下：阻抗测量装置配置在风电集群出口，能够实现对多个风电机组组成的风力发电系统阻抗的整体测量，但无法排除汇集系统对阻抗测量精度的影响，只能测量风力发电系统整体阻抗，不能测量其中单个风电机组的具体阻抗
。

技术实现思路

[0008]为克服上述现有技术的不足，本申请提出一种新能源现场的阻抗同步测量系统，包括：阻抗计算监控单元
、
扰动注入单元
、
一个或多个信号采样单元和通信线；
[0009]所述扰动注入单元连接在阻抗同步测量系统外部的新能源场站的变压器和交流母线之间；
[0010]每个所述信号采样单元的一端配置在所述新能源场站中对应的新能源机组上，所述一个或多个信号采样单元的另一端与所述阻抗计算监控单元连接；
[0011]所述阻抗计算监控单元通过所述通信线与所述扰动注入单元连接；
[0012]所述阻抗计算监控单元，用于发送不同的扰动电压指令给所述扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生所述扰动电压指令对应的扰动电压给所述交流母线，并接收各信号采样单元采集的扰动数据；还用于根据所述扰动数据，计算得到各信号采样单元所配置的新能源机组的阻抗
。
[0013]优选的，所述信号采样单元的数量根据需要测量的所述新能源机组的数量进行确定
。
[0014]基于同一专利技术构思，本申请还提供了一种新能源现场的阻抗同步测量方法，包括：阻抗同步测量系统的阻抗计算监控单元通过发送不同的扰动电压指令给扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生所述扰动电压指令对应的扰动电压给交流母线，并接收各信号采样单元采集的扰动数据；
[0015]所述阻抗计算监控单元根据所述扰动数据，计算得到各信号采样单元所配置的新能源机组的阻抗；
[0016]其中，所述阻抗同步测量系统为
技术实现思路
中任一项所述的一种新能源现场的阻抗同步测量系统
。
[0017]优选的，所述扰动电压指令包括：相序为正序，且扰动频率为
f
p
的扰动电压指令和相序为负序，且耦合扰动频率为
f
p
‑
2f1的扰动电压指令，所述
f
p
为所述阻抗计算监控单元预先设置的各频率点
f
p
，所述
f1为电网频率
。
[0018]优选的，所述扰动数据包括：第一次扰动数据和第二次扰动数据；所述阻抗同步测量系统的阻抗计算监控单元通过发送不同的扰动电压指令给扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生所述扰动电压指令对应的扰动电压给交流母线，并接收各信号采样单元采集的扰动数据，包括：
[0019]阻抗计算监控单元在每个频率点
f
p
下发送相序为正序，且扰动频率为
f
p
的扰动电压指令给扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新能源现场的阻抗同步测量系统，其特征在于，包括：阻抗计算监控单元
、
扰动注入单元
、
一个或多个信号采样单元和通信线；所述扰动注入单元连接在阻抗同步测量系统外部的新能源场站的变压器和交流母线之间；每个所述信号采样单元的一端配置在所述新能源场站中对应的新能源机组上，所述一个或多个信号采样单元的另一端与所述阻抗计算监控单元连接；所述阻抗计算监控单元通过所述通信线与所述扰动注入单元连接；所述阻抗计算监控单元，用于发送不同的扰动电压指令给所述扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生所述扰动电压指令对应的扰动电压给所述交流母线，并接收各信号采样单元采集的扰动数据；还用于根据所述扰动数据，计算得到各信号采样单元所配置的新能源机组的阻抗
。2.
如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号采样单元的数量根据需要测量的所述新能源机组的数量进行确定
。3.
一种新能源现场的阻抗同步测量方法，其特征在于，包括：阻抗同步测量系统的阻抗计算监控单元通过发送不同的扰动电压指令给扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生所述扰动电压指令对应的扰动电压给交流母线，并接收各信号采样单元采集的扰动数据；所述阻抗计算监控单元根据所述扰动数据，计算得到各信号采样单元所配置的新能源机组的阻抗；其中，所述阻抗同步测量系统为权利要求1‑2任一项所述的一种新能源现场的阻抗同步测量系统
。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述扰动电压指令包括：相序为正序，且扰动频率为
f
p
的扰动电压指令和相序为负序，且耦合扰动频率为
f
p
‑
2f1的扰动电压指令，所述
f
p
为所述阻抗计算监控单元预先设置的各频率点
f
p
，所述
f1为电网频率
。5.
如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述扰动数据包括：第一次扰动数据和第二次扰动数据；所述阻抗同步测量系统的阻抗计算监控单元通过发送不同的扰动电压指令给扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生所述扰动电压指令对应的扰动电压给交流母线，并接收各信号采样单元采集的扰动数据，包括：阻抗计算监控单元在每个频率点
f
p
下发送相序为正序，且扰动频率为
f
p
的扰动电压指令给扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生所述相序为正序，且扰动频率为
f
p
的扰动电压指令对应的扰动电压给交流母线，并接收各信号采样单元在相序为正序，且扰动频率为
f
p
的扰动电压指令下采集的第一次扰动数据；阻抗计算监控单元在每个频率点
f
p
下发送相序为负序，且耦合扰动频率为
f
p
‑
2f1的扰动电压指令给扰动注入单元，进而控制所述扰动注入单元产生所述相序为负序，且耦合扰动频率为
f
p
‑
2f1的扰动电压指令对应的扰动电压给交流母线，并接收各信号采样单元在相序为负序，且耦合扰动频率为
f
p
‑
2f1的扰动电压指令下采集的第二次扰动数据；其中，所述第一次扰动数据至少包括下述的一种或多种：第一次扰动三相电压和第一次扰动三相电流；所述第二次扰动数据至少包括下述的一种或多种：第二次扰动三相电压和第二次扰动三相电流
。
6.
如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阻抗计算监控单元根据所述扰动数据，计算得到各信号采样单元所配置的新能源机组的阻抗，包括：对所述扰动数据进行傅里叶变换，得到扰动频域信号，并基于所述扰动频域信号，计算得到各信号采样单元在每个频率点
f
p
下的新能源机组的阻抗；汇总各信号采样单元在所有频率点
f
p
下新能源机组的阻抗，作为各信号采样单元所配置的新能源机组的阻抗
。7.
如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述扰动频域信号包括：扰动正序频域信号和扰动负序频域信号；所述对所述扰动数据进行傅里叶变换，得到扰动频域信号，基于所述扰动频域信号，并计算得到各信号采样单元在每个频率点
f
p
下的新能源机组的阻抗，包括：所述阻抗计算监控单元在相序为正序，频率为
f
p
下，分别对各信号采样单元在每个频率点
f
p
下采集的扰动数据进行傅里叶变换，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彩云，王伟胜，李光辉，何国庆，吴福保，郭梓暄，肖云涛，刘纯，雷雨，高丽萍，刘可可，甄妮，余芳芳，马俊华，王俊，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网山东省电力公司滨州供电公司，
类型：发明
国别省市：