[發明專利]基于三相對稱方波電流注入的微型電網諧波阻抗測量方法

無效

• 申請號: 201210424445.3
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102914697A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 卓放;侯李祥;師洪濤;岳小龍;楊禎
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于微型電網技術領域，涉及一種微型電網諧波阻抗測量方法，尤其是一種三相對稱方波電流注入的微型電網諧波阻抗測量方法，具體地說，就是通過向微型電網系統注入一定頻率和幅值的諧波電流，并通過相關分析和計算，得到系統的諧波阻抗。

背景技術

隨著全球能源緊缺、環境污染日益嚴重，世界各國都在努力尋找一種能源的高效利用方式。現在全世界90%的電力負荷都由以大機組、大電網、高電壓為主要特征的集中式單一供電系統供電，但是大電網由于自身的缺陷，其單一供電已不能滿足社會日益嚴格的電能要求。目前出現的大電網與微型電網相結合的運作模式，被世界許多能源和電力專家認為是能夠提高系統安全性和靈活性的主要方法，是21世紀電力工業的主要發展方向之一，微型電網作為對大電網的有益補充，其廣泛應用的潛力巨大。與傳統電網相比，微型電網含有多種分布式電源、大量電力電子變換器及恒功率負載，因此，在微型電網的設計與運行中必須考慮系統的穩定性。而系統的穩定性又與系統的諧波阻抗參數具有密切的關系，所以基于阻抗的穩定性分析成為當前研究的一個重要方向，從而微型電網諧波阻抗的準確測量就顯得尤為重要。

通過文獻檢索發現，已有一些大電網阻抗測量的研究，但目前尚未查到針對微型電網諧波阻抗測量的研究。微型電網在結構上與傳統大電網有很大不同，其含有大量的電力電子設備和分布式電源，系統穩定性較差。由于需要基于阻抗參數來分析系統的穩定性，因此對于阻抗測量的頻帶寬度和準確性要求較高。微型電網電流檢測點比較多，因此可以同時測量系統的諧波阻抗與各組網部分輸出阻抗，利用阻抗比來分析系統穩定性，大電網則一般不采用這樣的方法。目前系統阻抗測量的主要方法有投切電容器法、晶閘管支路投切法和諧波電流注入法等。投切電容器法節省投資，但這種方法產生的諧波不可控，可能導致部分諧波電流缺失，而且幅值過小，高頻成分衰減很大；晶閘管支路投切法可以控制注入諧波電流的大小，但不能準確控制注入系統的諧波頻率，信號高頻部分缺失；上述的兩種方法都不能準確測量微型電網的諧波阻抗。諧波電流注入法則利用諧波電流源直接向系統注入諧波電流，由于諧波電流源在各次諧波頻率以及幅值上都可以控制，不會發生某些頻率范圍內諧波電流過小而引起諧波阻抗測量不準確的情況。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種基于三相對稱方波電流注入的微型電網諧波阻抗測量方法，該方法使用三相方波電流注入法測量微型電網諧波阻抗，得到很寬頻帶內的系統諧波阻抗，為微型電網穩定性分析提供必要的條件。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

這種基于三相對稱方波電流注入的微型電網諧波阻抗測量方法，包括以下步驟：

1）首先，向微型電網某一節點注入三相方波電流i_h，并測量由此引起的電壓擾動Δu_h=u₁-u₀，其中u₁為注入方波電流后微型電網注入節點的電壓，u₀為注入方波電流前注入節點的電壓；

2）然后，采樣方波電流i_h和電壓擾動Δu_h，其中采樣率和采樣點數滿足基-2FFT算法要求；

3）最后，對采樣的方波電流i_h和電壓擾動Δu_h做快速傅里葉變換，系統諧波阻抗由下式確定：

Zh(jω)=ΔUh(jω)Ih(jω).]]>

進一步的，上述步驟3）中，其中阻抗的幅值和相角分別為：