[发明专利]基于控制硬件在环的直驱风电机组阻抗确定方法和装置

说明书

本发明提供了一种基于控制硬件在环的直驱风电机组阻抗确定方法和装置，先计算仿真接口总延时，然后根据预先构建的直驱风电机组网侧变流器的电流信号延时传递函数和电压信号延时传递函数确定直驱风电机组的正序阻抗和负序阻抗，得到的直驱风电机组的正序阻抗和负序阻抗精度高，且实现过程简单。本发明直驱风电机组阻抗确定方法可对后续阻抗扫描结果的修正提供理论基础；与离线仿真方式相比，既能继承仿真模型扫描的灵活方便特点，又能克服离线模型对真实控制器忽略等效的误差；与阻抗实测相比，即能继承真实装置控制特征，又能降低大功率线性放大器技术实现难度，同时也大大降低了造价成本。

技术领域

本发明涉及新能源并网振荡技术领域，具体涉及一种基于控制硬件在环的直驱风电机组阻抗确定方法和装置。

背景技术

当前，在能源紧缺、环境污染以及气候变暖等全球性问题日益严峻的形式下，大规模开发利用风、光等可再生能源成为世界各国能源战略的重要选择。然而，随着可再生能源发电装机占比急剧增大、接入同步电网逐级弱化，正导致电力系统的稳定性特征发生深刻变化，大规模风电场次同步/超同步振荡现象频繁发生，严重影响电网的安全稳定运行。

美国、中国、欧洲多国都分别针对其国内出现的次/超同步振荡和谐波振荡等实际问题开展了初步的研究工作，其中基于阻抗理论的大规模新能源并网稳定分析与振荡抑制方法正逐渐被行业公认为一种有效方法，成为学术界的研究热点。在利用阻抗理论分析振荡机理和制定解决措施过程中，如何准确获取新能源并网装置阻抗特征成为成功运用该方法的关键因素之一。

目前，获取直驱风电机组阻抗的方式主要包括以下几种：1)基于谐波线性化的小信号阻抗建模方法，该方法基于并网装置详细的主电路结构、控制框图及参数等数据，但在实际工程中上述数据来源成为制约阻抗建模的主要约束条件；2)对并网装置离线仿真模型扫描获取阻抗特征，但仿真模型与实际装置相比在信号调理、采样保持等方面存在简化处理，同时控制参数在实际控制器中需多环节转换，导致获取的直驱风电机组阻抗精度较低；3)采用主动注入法，即在正常电网电压的基波分量中叠加不同频次的谐波电压扰动分量，并实时检测记录由于该频率谐波分量对并网电压及电流的影响数据，最后通过对电压电流数据进行FFT分析，计算得到其在不同频率响应下的阻抗特性，该方式基于扰动注入装置的测量方式可获取直驱风电机组的阻抗，但实现过程困难，且成本高，该方式仍然处于小功率实验室研究阶段。

发明内容

针对目前现场实际运行的直驱风电机组，为了克服上述现有技术中的直驱风电机组阻抗精度较低、实现过程困难且成本高不足，本发明提供一种基于控制硬件在环的直驱风电机组阻抗确定方法和装置，先根据直驱风电机组网侧变流器的控制周期计算仿真接口总延时，然后根据预先构建的直驱风电机组网侧变流器的电流信号延时传递函数和电压信号延时传递函数确定直驱风电机组的正序阻抗和负序阻抗；直驱风电机组网侧变流器的电流信号延时传递函数和电压信号延时传递函数根据仿真接口总延时确定，最终得到的直驱风电机组的正序阻抗和负序阻抗精度高，实现过程简单，成本低。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种基于控制硬件在环的直驱风电机组阻抗确定方法，包括：

根据直驱风电机组网侧变流器的控制周期计算仿真接口总延时；

根据预先构建的直驱风电机组网侧变流器的电流信号延时传递函数和电压信号延时传递函数确定直驱风电机组的正序阻抗和负序阻抗；

所述直驱风电机组网侧变流器的电流信号延时传递函数和电压信号延时传递函数根据仿真接口总延时确定。

根据直驱风电机组网侧变流器的控制周期，并按下式计算仿真接口总延时：

T_d＝T_d1+T_d2