本發明涉及電力系統，尤其涉及一種基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法。

背景技術：

1、當前，世界正處于生產力快速發展階段，導致全球能源消耗量持續增加。而在人類消耗能源結構中，傳統的不可再生資源仍然保持著主導地位，隨著世界的發展，必然會導致不可再生能源的加速枯竭，可能面臨能源危機。為了應對不可再生能源加速消耗的問題，全球各地相繼開展能源轉型，大力發展可再生能源(即新能源)，持續推進不可再生能源向新能源的轉化。其中，電能作為一種清潔、高效的能源，將成為新能源發展的主力軍。近年來，越來越多由風能、太陽能等可再生能源轉化而來的電能通過逆變器等電力電子設備并入電力系統，導致當今電力系統呈現“高比例新能源、高比例電力電子設備”特征，簡稱“雙高”特性。在“雙高”電力系統中，交流電網強度相對較弱，從而會導致新的逆變器之間以及逆變器與電網之間的寬頻振蕩問題，影響新能源并網系統的穩定運行。

2、目前，常用基于頻域的阻抗法對新能源并網系統進行分析，該方法的關鍵在于獲取變流器的輸出阻抗。在實際工程中，常用阻抗測量裝備對變流器端口外特性進行測量，因不需要獲取裝備內部具體結構而完全將其視為“黑箱”。但是，阻抗測量裝備往往投資巨大、操作復雜。

3、因此，有必要提出一種獲取變流器輸出阻抗的新方法，用以取代傳統阻抗測量裝備進行測量的方式，能夠達到降低成本及操作復雜度的目的。

技術實現思路

1、本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，能取代傳統阻抗測量裝備進行測量的方式，從而達到降低成本及操作復雜度的目的。

2、為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，用于至少包括直流恒壓源、變流器、投切開關、電容和交流電網的新能源并網系統上；其中，所述直流恒壓源連接所述變流器后經指定的并網點pcc接入所述交流電網中；所述投切開關的一端接入所述并網點pcc與所述交流電網之間，另一端經所述電容后接地；所述方法包括以下步驟：

3、確定待測頻率點；

4、在所述變流器分別處于第一工況及第二工況時，均獲取所述并網點pcc在被注入與所述待測頻率點等同頻率的正序電流擾動信號時響應的三相電壓和三相電流，以計算出所述變流器對應在所述待測頻率點的正序阻抗值；其中，所述第一工況為所述投切開關閉合以接入所述電容時，所述變流器穩定運行于指定工作狀態的場景；所述第二工況為所述投切開關斷開以截止所述電容接入時，所述變流器穩定運行于與所述指定工作狀態相等同的工作狀態的場景。

5、其中，通過公式計算出所述變流器對應在所述待測頻率點的正序阻抗值z0+；其中，

6、up1＝upa1+aupb1+a2upc1、up2＝upa2+aupb2+a2upc2、ip1＝ipa1+aipb1+a2ipc1及ip2＝ipa2+aipb2+a2ipc2；

7、(upa1,upb1,upc1)為對所獲取到并網點pcc在所述變流器處于第一工況下被注入所述正序電流擾動信號時響應的三相電壓進行離散傅里葉變換之后，所得的三相電壓；(ipa1,ipb1,ipc1)為對所獲取到并網點pcc在所述變流器處于第一工況下被注入所述正序電流擾動信號時響應的三相電流進行離散傅里葉變換之后，所得的三相電流；

8、(upa2,upb2,upc2)為對所獲取到并網點pcc在所述變流器處于第二工況下被注入所述正序電流擾動信號時響應的三相電壓進行離散傅里葉變換之后，所得的三相電壓；(ipa2,ipb2,ipc2)為對所獲取到并網點pcc在所述變流器處于第二工況下被注入所述正序電流擾動信號時響應的三相電流進行離散傅里葉變換之后，所得的三相電流；

9、

10、其中，所述正序電流擾動信號的表達式為其中，

11、ip為幅值，fp為頻率，(δipa,δipb,δipc)分別對應abc三相。

12、其中，所述方法進一步包括：

13、在所述變流器分別處于第一工況及第二工況時，均獲取所述并網點pcc在被注入與所述待測頻率點等同頻率的負序電流擾動信號時響應的三相電壓和三相電流，以計算出所述變流器對應在所述待測頻率點的負序阻抗值。

14、其中，通過公式計算出所述變流器對應在所述待測頻率點的負序阻抗值z0-；其中，

15、uq1＝uqa1+β2uqb1+βuqc1、uq2＝uqa2+β2uqb2+βuqc2、iq1＝iqa1+β2iqb1+βiqc1及iq2＝iqa2+β2iqb2+βiqc2；

16、(uqa1,uqb1,uqc1)為對所獲取到并網點pcc在所述變流器處于第一工況下被注入所述負序電流擾動信號時響應的三相電壓進行離散傅里葉變換之后，所得的三相電壓；(iqa1,iqb1,iqc1)為對所獲取到并網點pcc在所述變流器處于第一工況下被注入所述負序電流擾動信號時響應的三相電流進行離散傅里葉變換之后，所得的三相電流；

17、(uqa2,uqb2,uqc2)為對所獲取到并網點pcc在所述變流器處于第二工況下被注入所述負序電流擾動信號時響應的三相電壓進行離散傅里葉變換之后，所得的三相電壓；(iqa2,iqb2,iqc2)為對所獲取到并網點pcc在所述變流器處于第二工況下被注入所述負序電流擾動信號時響應的三相電流進行離散傅里葉變換之后，所得的三相電流；

18、

19、其中，所述負序電流擾動信號的表達式為其中，

20、iq為幅值，fq為頻率，(δiqa,δiqb,δiqc)分別對應abc三相。

21、其中，所述直流恒壓源為新能源電網的儲能電容。

22、實施本發明實施例，具有如下有益效果：

23、相對于傳統阻抗測量裝備進行測量的方式，本發明旨在通過控制投切開關斷閉來改變網側電容的接入場景(如第一工況和第二工況)，并在不同場景下對變流器的交流采樣信號中疊加有虛擬的正負序擾動電流信號，以此來測量并網點pcc(公共連接點，point?ofcommon?coupling)響應產生的小信號電壓電流，從而計算變流器的正負序阻抗，使得測量方式更加便捷且成本低，并能做到在線測量，十分容易推廣。

技術特征：

1.一種基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，其特征在于，用于至少包括直流恒壓源、變流器、投切開關、電容和交流電網的新能源并網系統上；其中，所述直流恒壓源連接所述變流器后經指定的并網點pcc接入所述交流電網中；所述投切開關的一端接入所述并網點pcc與所述交流電網之間，另一端經所述電容后接地；所述方法包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，其特征在于，通過公式計算出所述變流器對應在所述待測頻率點的正序阻抗值z0+；其中，

3.如權利要求2所述的基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，其特征在于，所述正序電流擾動信號的表達式為其中，

4.如權利要求1所述的基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，其特征在于，所述方法進一步包括：

5.如權利要求4所述的基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，其特征在于，通過公式計算出所述變流器對應在所述待測頻率點的負序阻抗值z0-；其中，

6.如權利要求5所述的基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，其特征在于，所述負序電流擾動信號的表達式為其中，

7.如權利要求6所述的基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，其特征在于，所述直流恒壓源為新能源電網的儲能電容。

技術總結
本發明提供一種基于網側電容切換的變流器阻抗測量方法，用于至少包括直流恒壓源、變流器、投切開關、電容和交流電網的新能源并網系統上；投切開關一端接入PCC與交流電網之間，另一端經電容接地；該方法包括：確定待測頻率點；在變流器分別處于第一及第二工況時，均獲取PCC在被注入與待測頻率點等頻率的正序電流擾動信號時響應的三相電壓和三相電流，以計算出變流器對應在待測頻率點的正序阻抗值；其中，第一工況為投切開關閉合，變流器穩定運行于指定工作狀態的場景；第二工況為投切開關斷開，變流器穩定運行于與指定工作狀態等同的工作狀態的場景。實施本發明，能取代傳統阻抗測量裝備進行測量的方式，從而達到降低成本及操作復雜度的目的。

技術研發人員：張佰玲,王佳佳,潘杰,李洪衛,熊彪,秦飛,王浩,趙維棟,胡永沈,許帥
受保護的技術使用者：深圳供電局有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28