【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网运行分析，尤其涉及一种基于旋转不变技术的阻抗分析方法及系统。
技术介绍
1、为促进电网的可持续发展，满足日益增长的用电需求，新能源发电的规模不断壮大。然而，大量新能源发电设备和并网变流器等电力电子设备的投入，也在电网中引入了谐波、间谐波等不稳定因素，可能导致一些次同步振荡、功率振荡等威胁电网安全稳定运行的问题出现。
2、因此，有必要研究新能源发电设备并网对电网的稳定性影响。通过阻抗分析可以判断新能源发电并网是否会对电网稳定性造成影响，或判断电网是否存在振荡风险。
3、现有技术中，阻抗分析一般利用快速傅里叶变换(fft)算法提取扰动注入点的电压、电流波形的某一段待分析数据中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量。而fft存在频谱泄露和栅栏效应问题，这就可能导致提取的电压扰动分量和电流扰动分量不准确，影响阻抗分析的准确性。已有技术利用esprit代替fft来分析复杂信号的频谱，是针对含多个或者未知个谐波的复杂信号进行识别和处理，其主要解决的是对这类复杂信号的频谱识别精度难题。并且在使用esprit算法时，可能会遇到谐波分量漏判、高维矩阵计算复杂度高等问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于旋转不变技术的阻抗分析方法及系统，用以解决现有电网阻抗分析准确性差、效率低的问题。
2、本专利技术提供一种于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，包括：
3、在新能源发电系统的并网点或电力装置端口，注入设定幅值和扰动频率的小信号电压
4、通过旋转不变估计技术提取扰动注入点的电压、电流波形的某一段待分析数据，对所述待分析数据中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量进行获取分析；
5、根据所述电压扰动分量和电流扰动分量计算当前扰动频率下的阻抗幅值和相位；
6、改变扰动频率，多次提取电压扰动分量和电流扰动分量，直到完成指定频段下的所有阻抗幅值和相位计算，完成阻抗分析。
7、根据本专利技术提供的一种于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，所述通过旋转不变估计技术提取扰动注入点的电压、电流波形的某一段待分析数据，对所述待分析数据中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量进行获取分析，具体包括：
8、对扰动注入点的电压信号和电流信号进行采样，建立汉克尔矩阵，根据扰动注入信号确认信号分量个数；
9、根据所述信号分量个数，对汉克尔矩阵进行奇异值分解，根据扰动注入信号确认各信号分量的频率；
10、基于各信号分量的频率，求取信号中各频率分量的幅值和相位，获取扰动注入点的电压信号和电流信号中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量。
11、根据本专利技术提供的一种于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，所述对扰动注入点的电压信号和电流信号进行采样，建立汉克尔矩阵，根据扰动注入信号确认信号分量个数，具体包括：
12、扰动注入点的电压信号和电流信号均为离散信号，对离散信号按照仿真步长进行采样；
13、基于采样结果选取一段设定数据窗长度的待分析数据，其中包含多个采样信号，所述数据窗内的采样信号构成汉克尔矩阵；
14、将所述汉克尔矩阵进行奇异值分解得到奇异值矩阵，通过奇异值之间的比值关系确定信号分量个数，或根据扰动注入信号直接获取信号分量个数。
15、根据本专利技术提供的一种于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，根据所述信号分量个数，对汉克尔矩阵进行分解，根据扰动注入信号确认各信号分量的频率，具体包括：
16、基于获取的信号分量个数，忽略汉克尔矩阵的噪声，对所述汉克尔矩阵进行分解；
17、基于分解后的汉克尔矩阵根据基波频率和注入扰动的频率，得到各信号分量的频率。
18、根据本专利技术提供的一种于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，所述基于各信号分量的频率，求取信号中各频率分量的幅值和相位，获取扰动注入点的电压信号和电流信号中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量，具体包括：
19、基于各信号分量的频率，通过最小二乘法对汉克尔矩阵进行求解，生成各信号频率构成的对角矩阵；
20、基于所述各信号频率构成的对角矩阵计算信号中各频率分量的幅值和相位，获取扰动注入点的电压信号和电流信号中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量。
21、根据本专利技术提供的一种于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，所述改变扰动频率，多次提取电压扰动分量和电流扰动分量，直到完成指定频段下的所有阻抗幅值和相位计算，完成阻抗分析，具体包括：
22、改变扰动频率，提取当前扰动频率下电压扰动分量和电流扰动分量；
23、判断是否遍历扰动频率范围内的所有扰动频率；
24、在已遍历扰动频率范围内的所有扰动频率的情况下，输出阻抗分析结果；
25、在未遍历扰动频率范围内的所有扰动频率的情况下，继续改变扰动频率，直至完全遍历。
26、本专利技术还提供一种基于旋转不变估计技术的阻抗分析系统，所述系统包括：
27、扰动注入模块，用于在新能源发电系统的并网点或电力装置端口，注入设定幅值和扰动频率的小信号电压扰动或电流扰动；
28、扰动分量提取模块，用于通过旋转不变估计技术提取扰动注入点的电压、电流波形的某一段待分析数据，对所述待分析数据中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量进行获取分析；
29、阻抗幅值和相位计算模块，用于根据所述电压扰动分量和电流扰动分量计算当前扰动频率下的阻抗幅值和相位；
30、阻抗分析模块，用于改变扰动频率，多次提取电压扰动分量和电流扰动分量，直到完成指定频段下的所有阻抗幅值和相位计算，完成阻抗分析。
31、本专利技术还提供一种电子设备，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计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法。
32、本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法。
33、本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法。
34、本专利技术提供的一种基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法及系统，通过旋转不变估计技术提取扰动注入点的电压、电流波形的某一段待分析数据，对待分析数据中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量进行获取分析；在阻抗分析时可以大大减少所需的待分析数据量，在时间窗为三个基波周期大小时，即可准确提取信号中的频率分量，可解决提取信号频率分量时需要大量数据来保证准确性的问题，提高阻抗分析的效率；并且能够避免在提取信号频率分量时可能出现的频谱泄露和栅栏效应问题，提高阻抗分析准确性。
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1.一种基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，所述通过旋转不变估计技术提取扰动注入点的电压、电流波形的某一段待分析数据，对所述待分析数据中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量进行获取分析，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，所述对扰动注入点的电压信号和电流信号进行采样，建立汉克尔矩阵，根据扰动注入信号确认信号分量个数，具体包括：
4.根据权利要求2所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，根据所述信号分量个数，对汉克尔矩阵进行分解，根据扰动注入信号确认各信号分量的频率，具体包括：
5.根据权利要求2所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，所述基于各信号分量的频率，求取信号中各频率分量的幅值和相位，获取扰动注入点的电压信号和电流信号中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量，具体包括：
6.根据权利要求1所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，
7.一种基于旋转不变估计技术的阻抗分析系统，其特征在于，所述系统包括：
8.一种电子设备，包括存储器、处理器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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述于旋转不变估计技术的阻抗分析方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述于旋转不变估计技术的阻抗分析方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述于旋转不变估计技术的阻抗分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，所述通过旋转不变估计技术提取扰动注入点的电压、电流波形的某一段待分析数据，对所述待分析数据中扰动频率对应的电压扰动分量和电流扰动分量进行获取分析，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，所述对扰动注入点的电压信号和电流信号进行采样，建立汉克尔矩阵，根据扰动注入信号确认信号分量个数，具体包括：
4.根据权利要求2所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，根据所述信号分量个数，对汉克尔矩阵进行分解，根据扰动注入信号确认各信号分量的频率，具体包括：
5.根据权利要求2所述的基于旋转不变估计技术的阻抗分析方法，其特征在于，所述基于各信号分量的频率，求取信号中各频率分量的幅值和相位，获取扰动注入点的电压信号和电流信号中扰动频率对应的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄少伟，郑明忠，肖谭南，卜强生，刁晗，施琳，王永康，张琦兵，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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