[发明专利]三相并网变流器的自阻抗和互阻抗测量系统及方法

权利要求书

1.一种三相并网变流器的自阻抗和互阻抗测量系统，其特征在于：包括：扰动信号注入单元、伏安特性采集单元、数据处理单元和数据分析单元，

所述扰动信号注入单元，其输出端与并网变流器的并网点连接，用于产生预设频率及幅值的扰动信号并将所述扰动信号输出至并网连接点；

所述伏安特性采集单元，其输入端与并网变流器的并网点连接，用于在扰动信号注入并网连接点后采集并网变流器的电流数据和电压数据；

所述数据处理单元，其输入端与所述伏安特性采集单元的输出端连接，用于对所述电流数据和电压数据进行快速傅立叶变换，将并网变流器的电流数据和电压数据从时域变换到频域下，并提取预设频率的电流分量与电压分量，以及预设频率的耦合频率的电压分量和电流分量；

所述数据分析单元，其输入端与所述数据处理单元的输出端连接，根据所述数据处理单元输出的预设频率的电流分量和电压分量以及预设频率的耦合频率的电压分量和电流分量计算三相并网变流器的自阻抗和互阻抗；

还包括附加阻抗切换装置，所述附加阻抗切换装置设置于扰动源与电网之间，所述附加阻抗切换装置根据外部指令投入阻抗或者投出阻抗。

2.根据权利要求1所述三相并网变流器的自阻抗和互阻抗测量系统，其特征在于：所述数据处理单元还包括正负序分解模块，所述正负序分解模块用于对所述预设频率的电流分量与电压分量，以及预设频率的耦合频率的电压分量和电流分量进行正负序分解，并将所述正负序分解结果传输至所述数据分析单元。

3.根据权利要求1所述三相并网变流器的自阻抗和互阻抗测量系统，其特征在于：所述扰动源单元包括扰动电压注入子单元和扰动电流注入子单元；

所述扰动电压注入子单元，用于向所述并网点的三相交流电的A、B和C相中的任一一相中注入扰动电压信号；

所述扰动电流注入子单元，用于向所述并网点的三相交流电的A、B和C相中的任一一相中注入扰动电流信号。

4.一种三相并网变流器的自阻抗和互阻抗测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在并网变流器的并网点注入预设频率fp的单相电压或电流扰动；

S2：采集所述并网变流器端口的三相电压和三相电流数据；

S3：通过快速傅立叶变换，将采集到的所述并网变流器端口的三相电压数据和三相电流数据从时域数据变换到频域下，提取出预设频率fp的三相电压数据(u_a,fp，u_b,fp，u_c,fp)，其中，u_a,fp表示预设频率fp的A相电压，u_b,fp表示预设频率fp的B相电压，u_c,fp表示预设频率fp的C相电压，和三相电流数据(i_a,fp，i_b,fp，i_c,fp),其中，i_a,fp表示预设频率fp的A相电流，i_b,fp表示预设频率fp的B相电流，i_c,fp表示预设频率fp的C相电流，同时提取出预设频率的耦合频率f_耦频率下的三相电压数据(u_a,f耦，u_b,f耦，u_c,f耦),其中，u_a,f耦表示预设频率的耦合频率f_耦的A相电压，u_b,f耦表示预设频率的耦合频率f_耦的B相电压，u_c,f耦表示预设频率的耦合频率f_耦的C相电压,和三相电流数据(i_a,f耦，i_b,f耦，i_c,f耦),其中，i_a,f耦表示预设频率的耦合频率f_耦的A相电流，i_b,f耦表示预设频率的耦合频率f_耦的B相电流，i_c,f耦表示预设频率的耦合频率f_耦的C相电流，；

S4：对预设频率f_p下的三相电压数据和三相电流数据进行正负序分解，得到电压的正序分量u_fp,1，电压的负序分量u_-fp,1，电流的正序分量i_fp,1，电流的负序分量i_-fp,1，将预设频率的耦合频率f_耦下的三相电压数据和三相电流数据进行正负序分解，得到电压的正序分量u_f耦,1，电压的负序分量u_-f耦,1，电流的正序分量i_f耦,1，电流的负序分量i_-f耦,1，将数据进行存储；

S5：在并网变流器的并网点注入预设频率的耦合频率f_耦的单相电压扰动；

S6：采集所述并网变流器端口的三相电压和电流数据；

S7：通过快速傅立叶变换，将采集到的所述并网变流器端口的三相电压数据和三相电流数据从时域数据变换到频域下，提取出预设频率的耦合频率f_耦频率下的三相电压数据(u_a,f耦，u_b,f耦，u_c,f耦)，其中，u_a,f耦表示预设频率的耦合频率的A相电压，u_b,f耦表示预设频率的耦合频率的B相电压，u_c,f耦表示预设频率的耦合频率的C相电压，和三相电流数据(i_a,f耦，i_b,f耦，i_c,f耦),其中，i_a,f耦表示预设频率的耦合频率的A相电流，i_b,f耦表示预设频率的耦合频率的B相电流，i_c,f耦表示预设频率的耦合频率的C相电流，同时提取出预设频率f_p频率下的三相电压数据(u_a,fp，u_b,fp，u_c,fp)其中，u_a,fp表示预设频率fp的A相电压，u_b,fp表示预设频率fp的B相电压，u_c,fp表示预设频率fp的C相电压，和三相电流数据(i_a,fp，i_b,fp，i_c,fp)，其中，i_a,fp表示预设频率fp的A相电流，i_b,fp表示预设频率fp的B相电流，i_c,fp表示预设频率fp的C相电流；

S8：对预设频率的耦合频率f_耦频率下的三相电压数据和三相电流数据进行正负序分解，得到电压的正序分量u_f耦,2，电压的负序分量u_-f耦,2，电流的正序分量i_f耦,2，电流的负序分量i_-f耦,2，对预设频率f_p下的三相电压电流数据进行正负序分解，得到电压的正序分量u_fp,,2，电压的负序分量u_-fp,2，电流的正序分量i_fp,2，电流的负序分量i_-fp,2，将数据进行存储；

S9：计算并网变流器的自阻抗和互阻抗，

其中，Z_SA表示三相并网变流器的自阻抗，Y_SA表示三相并网变流器的自导纳，Z_AA表示三相并网变流器的互阻抗，Y_AA表示三相并网变流器互导纳，

其中，Y_SA和Y_AA^*采用如下方法计算，

其中，Y_SA(f_P)表示并网变流器在预设频率fp频率的自导纳，Y_AA(f_P)^*表示并网变流器在预设频率fp频率的互导纳的共轭数，Y_SA(f_耦)^*表示并网变流器在预设频率的耦合频率的自导纳的共轭数,Y_AA(f_耦)示并网变流器在该频率的耦合频率的互导纳，表示注入频率为预设频率fp的扰动信号后并网变流器端口的响应电流在预设频率fp频率的正序分量，表示注入频率为fp的扰动信号后并网变流器端口的响应电流在该预设频率的耦合频率的正序分量的共轭数，表示注入频率为fp的扰动信号后并网变流器端口的响应电压在预设频率fp频率下的正序分量，表示注入频率为fp的扰动信号后并网变流器端口的响应电压该频率的耦合频率下的正序分量的共轭数，表示注入频率为该预设频率的耦合频率的扰动信号后并网变流器端口的响应电流在该预设频率的耦合频率的正序分量，表示注入频率为该预设频率的耦合频率的扰动信号后并网变流器端口的响应电流在fp频率下的正序分量表示注入频率为该预设频率的耦合频率的扰动信号后并网变流器端口的响应电压该预设频率的耦合频率的正序分量的共轭数，表示注入频率该预设频率的耦合频率的扰动信号后并网变流器端口的响应电压在fp频率下的正序分量。