一种多变流器系统宽频谐振抑制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多变流器系统宽频谐振抑制方法及装置，其中，方法包括：在多变流器汇流母线处输入预设频段范围内选定频率下的电压信号，同步测量选定频率下的汇流母线各次谐波电压幅值波动量和总进线各次谐波电流幅值波动量；利用测得的各次谐波电压

【技术实现步骤摘要】
一种多变流器系统宽频谐振抑制方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种多变流器系统宽频谐振抑制方法及装置
。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的不断进步，电力系统呈现电力电子化趋势，风电
、
光伏
、
轨道交通
、
不间断电源等通过变流装置规模化并网，深刻改变了电力系统的动态特性
。
由于各变流器的非线性特征
、
输出阻抗特性差异
、
控制策略不同等因素，导致多变流器之间
、
多变流器与电网之间产生了更深层次的动态行为和交互耦合现象，极易引发电力系统宽频谐振问题，严重影响电力系统电能质量和安全稳定运行
。
研究如何有效抑制宽频谐振，对于保障电力系统健康发展具有重要意义
。
[0003]宽频谐振与电网运行方式
、
变流器数量及其控制参数均存在强关联性，具有偶发
、
多变
、
不确定等显著特征
。
常用的基于变流器端口阻抗重塑的宽频谐振抑制方法对谐振频带变化的自适应能力较弱，且对系统级宽频谐振的抑制效果有限
。
因此，在电网侧实施治理也是宽频谐振抑制的重要手段，通常采用无源阻尼和有源阻尼两类方案
。
无源阻尼方案一般通过无源滤波器为谐波提供低阻通路，以限制谐波电流进入电网，但无源滤波器自身存在谐振风险，且在抑制低频带谐振时需要较大的电抗率，存在基波无功损耗大
、
投资成本高等问题；有源阻尼方案通过优化控制器参数或者构造新的控制回路来实现增大阻尼的效果，但用于抑制高频带谐振时，存在控制算法复杂
、
治理效率偏低
、
投资成本较高等问题
。
[0004]综上可见，现有无源阻尼和有源阻尼技术均存在阻尼频带有限的不足，难以有效抑制宽频谐振
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种多变流器系统宽频谐振抑制方法及装置，以拓宽多变流器并网系统谐振阻尼频带，有效抑制宽频谐振
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种多变流器系统宽频谐振抑制方法，包括：
[0007]在多变流器汇流母线处输入预设频段范围内选定频率下的电压信号，同步测量选定频率下的汇流母线各次谐波电压幅值波动量和总进线各次谐波电流幅值波动量；
[0008]利用测得的各次谐波电压
、
电流幅值波动量，计算选定频率下的各次谐波阻抗幅值，确定发生谐振的频率区间；
[0009]判断是否存在高频谐振，若存在，则在汇流母线处并联接入无源阻尼装置，然后执行下一步；若不存在，则直接执行下一步；
[0010]判断是否存在低频谐振，若存在，则在无源阻尼装置中性点处串联接入有源阻尼装置；若不存在，则不动作
。
[0011]优选地，选定频率的方法为：预设谐波频段范围，确定初始频率
、
频率间隔和截止频率，据此选定预设数量个频率
。
[0012]优选地，所述同步测量选定频率下的汇流母线各次谐波电压幅值波动量和总进线各次谐波电流幅值波动量，具体包括：同步采集汇流母线电压录波数据和总进线电流录波数据，对电压
、
电流录波数据进行滑窗快速傅里叶变换，窗口宽度与滑动宽度依据录波数据量设定，获取选定频率下的若干个各次谐波电压
、
电流幅值，并两两作差得到选定频率下的各次谐波电压
、
电流幅值波动量
。
[0013]优选地，所述确定发生谐振的频率区间具体包括：依据选定频率下的各次谐波阻抗幅值，绘制纵坐标为阻抗幅值
、
横坐标为选定频率的阻抗幅频特性曲线，曲线极值点对应的频率即为发生谐振的频率
。
[0014]优选地，无源阻尼装置中的电阻
、
电感
、
电容单元参数设计方法包括：
[0015]按照系统基波频率下无源阻尼装置呈容性
、
基波电流不流经电阻单元的原则，电容单元容抗
X
C
的计算式如下：
[0016][0017]其中，
U
N
为系统额定电压；
Q
为无源阻尼装置基波无功补偿容量，根据系统的基波无功需量确定
。
[0018]电阻单元电阻
R
的计算式如下：
[0019][0020]其中，
f1为系统基波频率；
f0为无源阻尼装置的截止频率，根据汇流母线的谐振频率区间以及基波频率下无源阻尼装置呈容性的原则确定
。
[0021]电感单元感抗
X
L
的计算式如下：
[0022][0023]其中，
q
为无源阻尼装置的品质因数
。
[0024]优选地，有源阻尼装置通过耦合变压器与无源阻尼装置串联，其中无源阻尼装置连接耦合变压器高压侧，有源阻尼装置连接耦合变压器低压侧
。
[0025]本专利技术还提供一种多变流器系统宽频谐振抑制装置，用于实现所述的多变流器系统宽频谐振抑制方法，所述多变流器系统宽频谐振抑制装置包括：
[0026]信号输入模块，所述信号输入模块并联接入汇流母线，用于输入预设频段范围内选定频率下的电压信号；
[0027]检测模块，所述检测模块输入端分别接入汇流母线电压互感器和总进线电流互感器二次信号，用于同步测量选定频率下的汇流母线各次谐波电压幅值波动量和总进线各次谐波电流幅值波动量，并利用测得的各次谐波电压
、
电流幅值波动量，计算选定频率下的各次谐波阻抗幅值，确定发生谐振的频率区间；
[0028]控制模块，所述控制模块输入端与所述检测模块输出端相连接，用于接收检测模块传递来的高频谐振信号和低频谐振信号；所述控制模块输出端分别与第一开关元件和第二开关元件相连接，当所述控制模块接收到高频谐振信号时，向所述第一开关元件发出指令，控制所述第一开关元件闭合，接入无源阻尼装置；当所述控制模块接收到低频谐振信号
时，向所述第二开关元件发出指令，控制所述第二开关元件闭合，接入有源阻尼装置
。
[0029]优选地，所述无源阻尼装置并联接入汇流母线，所述无源阻尼装置具体包括电阻单元
、
电感单元和电容单元，其中所述电阻单元与电感单元并联，二者再与所述电容单元串联
。
[0030]优选地，所述第一开关元件与所述电容单元相串联，用于投入或切除所述无源阻尼装置
。
[0031]优选地，所述有源阻尼装置包括电压型
PWM
变流单元
、
滤波电感单元
、
滤波电容单元和驱动单元，其中所述滤波电感单元接入所述电压型
PWM<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多变流器系统宽频谐振抑制方法，其特征在于，包括：在多变流器汇流母线处输入预设频段范围内选定频率下的电压信号，同步测量选定频率下的汇流母线各次谐波电压幅值波动量和总进线各次谐波电流幅值波动量；利用测得的各次谐波电压
、
电流幅值波动量，计算选定频率下的各次谐波阻抗幅值，确定发生谐振的频率区间；判断是否存在高频谐振，若存在，则在汇流母线处并联接入无源阻尼装置，然后执行下一步；若不存在，则直接执行下一步；判断是否存在低频谐振，若存在，则在无源阻尼装置中性点处串联接入有源阻尼装置；若不存在，则不动作
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选定频率的方法为：预设谐波频段范围，确定初始频率
、
频率间隔和截止频率，据此选定预设数量个频率
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步测量选定频率下的汇流母线各次谐波电压幅值波动量和总进线各次谐波电流幅值波动量，具体包括：同步采集汇流母线电压录波数据和总进线电流录波数据，对电压
、
电流录波数据进行滑窗快速傅里叶变换，窗口宽度与滑动宽度依据录波数据量设定，获取选定频率下的若干个各次谐波电压
、
电流幅值，并两两作差得到选定频率下的各次谐波电压
、
电流幅值波动量
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定发生谐振的频率区间具体包括：依据选定频率下的各次谐波阻抗幅值，绘制纵坐标为阻抗幅值
、
横坐标为选定频率的阻抗幅频特性曲线，曲线极值点对应的频率即为发生谐振的频率
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无源阻尼装置中电阻
、
电感
、
电容单元参数设计方法原则是：系统基波频率下无源阻尼装置呈容性，基波电流不流经电阻单元
。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，有源阻尼装置通过耦合变压器与无源阻尼装置串联，其中无源阻尼装置连接耦合变压器高压侧，有源阻尼装置连接耦合变压器低压侧
。7.
一种多变流器系统宽频谐振抑制装置，用于实现如权利要求1所述的多变流器系统宽频谐振抑制方法，其特征在于，所述多变流器系统宽频谐振抑制装置包括：信号输入模块，所述信号输入模块并联接入汇流母线，用于输入预设频段范围内选...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪清，张华赢，丁同，马楠，朱明星，高敏，焦亚东，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：