[发明专利]一种全频带自适应陷波器、谐振抑制方法及系统

说明书

本发明公开了一种全频带自适应陷波器、谐振抑制方法及系统，包括：构建一种针对多谐振点的全频带自适应陷波器；陷波器串联在并网设备控制系统机端电压前馈通道，对机端电压谐振分量进行自适应滤波，消除电网谐振激励，或串联在并网设备控制系统控制环前向通道，对调制波谐振分量进行自适应滤波，增大设备谐振阻抗。本发明可应用于新能源并网、分布式发电、并网储能、直流输电等领域，有效改善并网设备的动态响应特性，抑制系统谐振；无需检测谐振频率，避免大量的检测计算；可同时实现全频段多谐振点的抑制，大幅降低控制复杂度，易于工程实现。

技术领域

本发明属于电力系统运行与控制技术领域，具体涉及一种全频带自适应陷波器、谐振抑制方法及系统。

背景技术

随着电力系统电力电子化，电网接入了大量非线性负载，引发了电网谐波污染、电网电压畸变等问题，另外，远距离输电线路阻抗使电网条件变得更加复杂。电网等效阻抗通常大范围变化，变化的电网阻抗给并网设备的稳定性控制带来挑战，若并网设备输出阻抗与电网阻抗叠加后，在谐振频率点形成负阻尼，系统将发生谐振，严重时将造成过电压，损坏并网设备。

为消除并网设备和电网的谐振交互影响，通常采用低通滤波器或陷波器对并网设备控制系统中的机端电压前馈环节进行滤波，以消除电网对并网设备控制系统的谐振激励。采用低通滤波器方案将引起中低频段信号的相移，可能形成中低频段的负阻尼，导致中低频段的谐振或谐波放大；采用陷波器方案仅能对特定频率进行滤波，对于多次谐波的滤除一般采用多个陷波器级联的方式，计算复杂，且存在谐波混叠。另外，现有方案均需要已知系统谐振频率，或通过大量的计算在线检测系统谐振频率，在阻抗特性变化的系统中应用受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐振抑制方法，用以有效改善并网设备的动态响应特性，在全频段内抑制并网系统谐振，且无需检测谐振频率，避免大量的检测计算，易于工程实现。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种全频带自适应陷波器，包括：滤波模块，转换模块和自适应滤波器模块；

所述滤波模块用于提取输入信号的谐振分量；

所述转换模块用于将所提取的谐振分量转换为α-β坐标系下的两相正交信号；

所述自适应滤波器模块用于滤除所输入的与两相正交信号同频率的信号。

进一步的，所述滤波模块包括高通滤波器，带通滤波器和陷波器三种方式；

所述高通滤波器用于滤除基波和低次谐波，提取中高频段谐波信号；

所述带通滤波器用于提取谐振点分布频带的谐波信号；

所述陷波器用于滤除基波，提取基波外的全频段谐波信号。

一种谐振抑制方法，包括以下步骤：

S1，构建一种全频带自适应陷波器，以用于抑制多谐振点；

S2，将所述全频带自适应陷波器串联在并网设备控制系统中，以消除电网谐振激励或增大谐振阻抗。

进一步的，所述步骤S1的具体方法为：

将含谐振分量的信号进行滤波处理，得到谐波信号，并将所述谐波信号转换为α-β坐标系下的两相正交信号；

将所述α-β坐标系下的两相正交信号作为自适应陷波器的参考信号，构成全频带自适应陷波器。

进一步的，所述步骤S2中，所述全频带自适应陷波器串联在并网设备控制系统机端电压前馈通道，将机端电压信号输入到所述全频带自适应陷波器进行滤波，将滤波后的信号叠加到调制波。

进一步的，所述步骤S2中，所述全频带自适应陷波器串联在并网设备控制系统控制环前向通道，将调制波输入到所述全频带自适应陷波器进行滤波。