[发明专利]一种含电力电子装置新能源并网系统动态导纳测量方法

说明书

本发明公开了一种含电力电子装置新能源并网系统动态导纳测量方法。该测量方法将三相受控电压源串联在待测系统和源测系统之间，扰动信号发生器分别产生基于同步旋转坐标系的d轴和q轴扰动信号，扰动信号经dq0/abc变换后的三相电压为三相受控电压源的控制电压，分别对系统进行扰动测试，测量记录流经待测系统的三相电流并经abc/dq0变换后得dq轴电流分量，对d轴、q轴扰动信号及三相电流经abc/dq0变换后的dq轴电流分量进行傅里叶分析，最后计算得到待测系统的动态导纳。该测量方法基于系统稳态运行平衡点附近实施扰动，可适用于含有源及无源电力电子装置的新能源并网系统动态导纳测量。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种含电力电子装置新能源并网系统动态导纳测量方法。

背景技术

随着电力系统新能源发电、特高压直流及柔性输电技术、FACTS装置的发展，电力系统电力电子化特征也日益明显。电力电子技术给电力系统带来了更加灵活的发输电技术同时，电力电子变换器与电力系统之间的相互作用给电力系统也带来了一些新的稳定性问题，其中不乏新能源、柔性直流引发的次、超同步振荡问题。

通常，电力电子装置的稳定性都是基于理想电源(阻抗足够小，容量无限大)的情况下设计的，其单独工作或者与理想电网连接的时候，运行相对稳定。但是随着新能源占比的不断升高、特高压直流不断投运，局部电网呈现弱电网特征，其系统短路电流较小、等值阻抗偏大，电力电子装置与电网之间的相互作用明显，同时还存在电力电子装置相互间的影响，这些均会导致原本工作稳定的电力电子装置接入弱电网时发生不稳定的现象。

针对电力电子化系统的稳定性问题，人们提出了很多基于阻抗的判据，例如基于直流互联系统的阻抗判据，以及基于广义奈奎斯特判据的三相交流系统的阻抗判据。由此，阻抗的获取变得十分重要。电力电子装置由于非线性控制其阻抗理论公式推导十分复杂，且需要准确的获取具体的控制策略和参数后才能计算得出，因此利用测量的方法获取电力电子装置的阻抗特性受到广泛关注。

如何实现电力电子装置阻抗测量，有学者提出采用网络分析仪作为在dqo坐标系下的激励源，经dqo坐标系变换到abc坐标系，产生三相的激励源控制信号，从而控制并联在系统上的电流型扰动源的控制信号，然而这种方法需要针对测量频带实施多次不同频率下的扰动测试，耗时比较长。

本发明提出的导纳测量方法采用三相受控电压源串联在系统上实施系统扰动，扰动源的控制信号可一次包含多个频率且等幅值的扰动信号，整个测量过程执行两次操作即可，大大节约了测量时间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种含电力电子装置新能源并网系统动态导纳测量方法，可适用于含有源及无源电力电子装置的新能源并网系统动态导纳测量；该测量方法的扰动信号可同时包含多个频率等幅值的扰动信号，操作简单，节省测量时间。。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种含电力电子装置新能源并网系统动态导纳测量方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤S1，将新能源并网系统划分为待测系统和源测系统，其中待测系统为包含无源电力电子装置或有源电力电子装置的新能源电站系统，源测系统为三相交流等值电网；

步骤S2，将三相受控电压源串联在源测系统与待测系统之间；

步骤S3，扰动信号发生器产生一个dq0坐标系下的扰动信号1，其d轴信号为u_d1，q轴信号u_q1为0，该信号经dq0/abc变换得到三相电压控制信号u_{a_ctl1}、u_{b_ctl1}、u_{c_ctl1}，使三相受控电压源的控制电压为此控制信号，对新能源并网系统产生扰动；