[发明专利]陆上双馈风场经传统直流送出系统的阻抗测量方法及装置

权利要求书

1.陆上双馈风场经传统直流送出系统的阻抗测量方法，所述陆上双馈风场经传统直流送出系统包括双馈风场子系统、传统直流送出子系统以及交流电网组成；其中所述双馈风场子系统通过所述传统直流送出子系统经逆变器并入所述交流电网；其特征在于，所述阻抗测量方法包括如下步骤：

S1)获取所述双馈风场子系统的结构参数；

根据所述双馈风场子系统的结构参数，计算网侧变流器GSC控制器和机侧变流器RSC控制器的稳态输出值；其中网侧变流器GSC控制器的稳态输出值包括网侧变流器GSC控制器在稳定运行时在d轴输出的直流分量D₀和q轴输出的直流分量和Q₀；机侧变流器RSC控制器的稳态输出值包括机侧变流器RSC控制器在稳定运行时在d轴输出的直流分量D_r0和q轴输出的直流分量Q_r0；

D₀＝K_dqI₁ sinφ_i1-2πf₁L_pI₁ sinφ_i1+V₁

Q₀＝-K_dqI₁ cosφ_i1+2πf₁L_pI₁ cosφ_i1

式中：K_dq为网侧变流器GSC控制器的解耦系数；I₁为并网点基频电流；φ_i1为初始相角；f₁为基频频率；L_p为网侧变流器GSC逆变器侧滤波电感；V₁为并网点基频电压；R_r为转子电阻；R_s为定子电阻；ω_slip为转差角频率；ω₁为基频角频率；L_s为定子电感；L_r为转子电感；L_m为互感；K_e为定转子匝数比；I_rd和I_rq则分别为机侧变流器RSC控制器的电流指令值d轴和q轴分量；

S2)根据给定双馈风场子系统的结构参数、控制参数及相关稳态值，计算得到特定频率f下的风场阻抗值Z_wf(s)；

式中：s为频率f对应的虚数形式，s＝2πfj；j为虚数符号；H_i为GSC电流控制器的PI传递函数；T_PLL为锁相环闭环传递函数；H_ri为RSC控制器的PI传递函数；K_rd为RSC控制器的解耦系数；I_r1为转子基频电流；ρ为定转子转差；Δ_p为指代参数，用于指代

S3)获取传统直流送出子系统的输出有功功率P、传统直流送出子系统的输出无功功率Q；

S4)计算特定频率f下的传统直流送出子系统的阻抗值Z_LCC(s)；

式中：k_T为交流侧变压器变比；k为预设的整数；P为传统直流送出子系统的传输有功功率运行稳态值P；Q为传统直流送出子系统的传输无功功率运行稳态值；S为视在功率，S＝P+jQ；F为触发角控制部分传递函数；ω₁为基频角频率；Z_dc为直流线路阻抗；C_L为交流侧无功补偿电容；||为并联阻抗计算符号；

S5)将所述特定频率f下的风场阻抗值Z_wf(s)以及特定频率f下的传统直流送出子系统的阻抗值Z_LCC(s)进行阻抗级联进行相应的阻抗级联，得到特定频率f下的整个所述陆上双馈风场经传统直流送出系统的总阻抗值。

2.陆上双馈风场经传统直流送出系统的阻抗测量装置，其特征在于，风场参数获取模块、风场阻抗算法模块、传统直流送出子系统参数获取模块、传统直流送出子系统阻抗算法模块以及总阻抗算法模块；

所述风场参数获取模块，用于获取双馈风场子系统的结构参数；并根据所述双馈风场子系统的结构参数，计算网侧变流器GSC控制器和机侧变流器RSC控制器的稳态输出值；其中网侧变流器GSC控制器的稳态输出值包括网侧变流器GSC控制器在稳定运行时在d轴输出的直流分量D₀和q轴输出的直流分量和Q₀；机侧变流器RSC控制器的稳态输出值包括机侧变流器RSC控制器在稳定运行时在d轴输出的直流分量D_r0和q轴输出的直流分量Q_r0；

D₀＝K_dqI₁ sinφ_i1-2πf₁L_pI₁ sinφ_i1+V₁

Q₀＝-K_dqI₁ cosφ_i1+2πf₁L_pI₁ cosφ_i1

式中：K_dq为网侧变流器GSC控制器的解耦系数；I₁为并网点基频电流；φ_i1为初始相角；f₁为基频频率；L_p为网侧变流器GSC逆变器侧滤波电感；V₁为并网点基频电压；R_r为转子电阻；R_s为定子电阻；ω_slip为转差角频率；ω₁为基频角频率；L_s为定子电感；L_r为转子电感；L_m为互感；K_e为定转子匝数比；I_rd和I_rq则分别为机侧变流器RSC控制器的电流指令值d轴和q轴分量；

所述风场阻抗算法模块，用于根据给定双馈风场子系统的结构参数、控制参数及相关稳态值，按照如下算法计算得到特定频率f下的风场阻抗值Z_wf(s)；

式中：s为频率f对应的虚数形式，s＝2πfj；j为虚数符号；H_i为GSC电流控制器的PI传递函数；T_PLL为锁相环闭环传递函数；H_ri为RSC控制器的PI传递函数；K_rd为RSC控制器的解耦系数；I_r1为转子基频电流；ρ为定转子转差；Δ_p为指代参数，用于指代

所述传统直流送出子系统参数获取模块，用于获取传统直流送出子系统的输出有功功率P、传统直流送出子系统的输出无功功率Q；

所述传统直流送出子系统阻抗算法模块，用于采用如下算法计算特定频率f下的传统直流送出子系统的阻抗值Z_LCC(s)；

式中：k_T为交流侧变压器变比；k为预设的整数；P为传统直流送出子系统的传输有功功率运行稳态值P；Q为传统直流送出子系统的传输无功功率运行稳态值；S为为视在功率，S＝P+jQ；F为触发角控制部分传递函数；ω₁为基频角频率；Z_dc为直流线路阻抗；C_L为交流侧无功补偿电容；||为并联阻抗计算符号；

所述总阻抗算法模块，用于将所述特定频率f下的风场阻抗值Z_wf(s)以及特定频率f下的传统直流送出子系统的阻抗值Z_LCC(s)进行阻抗级联进行相应的阻抗级联，得到特定频率f下的整个所述陆上双馈风场经传统直流送出系统的总阻抗值。