[发明专利]一种风力发电机组电压闪变的测量方法在审

专利信息
申请号: 201711329176.1 申请日: 2017-12-13
公开(公告)号: CN108169540A 公开(公告)日: 2018-06-15
发明(设计)人: 孟克其劳;王旭;张占强 申请(专利权)人: 内蒙古工业大学
主分类号: G01R19/04 分类号: G01R19/04;G01R23/02;G01R23/165
代理公司: 西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙) 61223 代理人: 韩晓娟
地址: 010080 内蒙古自治区呼*** 国省代码: 内蒙古;15
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摘要:
搜索关键词: 闪变 风力发电机组 测量 电压闪变 输出信号 虚拟电网 经验模态分解 包络信号 波动信号 模拟电压 频谱分析 时间序列 信号通过 直流分量 质量测量 准确测量 输出端 包络 截断 滤波
【说明书】:

发明涉及风力发电机组电能质量测量技术领域,公开了一种风力发电机组电压闪变的测量方法,包括以下步骤:S1、测量风力发电机组的输出端,得到电压和电流的时间序列;S2、在虚拟电网中模拟电压波动,S3、对虚拟电网的输出信号进行平方;S4、通过Nuttall窗函数对平方后的输出信号进行截断;S5、利用FFT进行滤波;S6、对只包含直流分量和低频闪变包络的信号通过经验模态分解筛分出频率最高的闪变包络信号;S7、对每个IMF波动信号进行HHT变换;S8、对多个闪变电压进行频谱分析,获得包含多个频率成分的短时闪变严重程度,这种测量方法,能够准确测量出含有多个频率成分的闪变电压的短时闪变严重程度。

技术领域

本发明涉及风力发电机组电能质量测量技术领域,特别涉及一种风力发电机组电压闪变的测量方法。

背景技术

近年来,在化石能源日益消耗并造成环境严重恶化的今天,风能作为清洁能源已经得到广泛的应用,它越来越被人们重视,其中一种有效的利用发式就是风力发电,风力发电成为各国的研究重点。

随着风力发电的快速发展,越来越多的大功率风机的并入电网,使得电网的电能质量严重降低。从而使风电的电能质量问题及其解决措施逐渐成为研究的热点。要对电网的电能质量进行改善,首先要对电能质量做出精确的检测和分析,测量电网的电能质量水平,并分析和判断造成各种电能质量问题的原因,为电能质量的改善提供依据。所以对电能质量的检测和分析尤其重要。

近年来,在化石能源日益消耗并造成环境严重恶化的今天,风能作为清洁能源已经得到广泛的应用,它越来越被人们重视,其中一种有效的利用发式就是风力发电,风力发电成为各国的研究重点。

IEC模拟闪变仪、数字闪变仪和整流检测法在低频和高频时的测量误差较大;瞬时无功功率法、Teager能量算子法、Hilbert算法、在低频时的测量误差较大;IEC模拟闪变仪、数字闪变仪、瞬时无功功率法、D-q变换法,无法对闪变包络进行时-频分析,不能求出闪变发生的时间和闪变电压的频率、幅度。

为了解决以上问题,提出了基于FFT和HHT的窗校正的机组电压闪变测量算法,使用虚拟电网求出机组引起的电压波动,为了抑制频谱泄露,对平方器输出的信号加一个性能优良的窗函数,通过FFT滤除高于35Hz的频率分量,再使用经验模态分解求出闪变电压,接着使用Hilbert变换求出闪变电压的时间、幅值、频率等参数,最后使用频域法求出短时闪变严重程度。

发明内容

本发明提供一种风力发电机组电压闪变的测量方法,可以解决现有技术中的上述问题。

本发明提供了一种风力发电机组电压闪变的测量方法,包括以下步骤:

S1、测量风力发电机组的输出端,得到电压和电流的时间序列;

S2、对电压和电流的时间序列,在没有其他波动源的虚拟电网中模拟电压波动,

S3、通过平方器对虚拟电网的输出信号进行平方;

S4、通过Nuttall窗函数对平方后的输出信号进行截断;

S5、利用FFT对Nuttall窗函数截断后的信号中高于35Hz的频率分量进行滤波,获得只包含直流分量和低频闪变包络的信号;

S6、对只包含直流分量和低频闪变包络的信号通过经验模态分解EMD减去过零点波动的方法筛分出频率最高的闪变包络信号,获得频率由高到底依次排列的多个IMF波动信号;

S7、对每个IMF波动信号进行HHT变换,得到多个闪变电压;

S8、对多个闪变电压进行频谱分析,获得包含多个频率成分的闪变电压的短时闪变严重程度。

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