[發明專利]新能源并網變流器的正負序阻抗測量模塊、系統及方法

在審

• 申請號: 201611150464.6
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN107656143A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 王偉勝;劉純;何國慶;李光輝;張沖;汪海蛟;田元冶;趙偉然;馮凱輝;孫艷霞;孫文文
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司;國網山東省電力公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種新能源并網變流器的正負序阻抗測量模塊，其特征在于，所述測量模塊包括：

擾動電壓注入單元，用于向預設的新能源并網變流器仿真模型的并網點注入不同特征頻率的擾動電壓信號；

并網點電壓/電流采集單元，用于在所述擾動電壓注入單元向并網點注入各特征頻率的擾動電壓信號之后，采集所述并網點處與所述各特征頻率對應的第一時域電壓信號和第一時域電流信號；

阻抗計算單元，用于對所述并網點電壓/電流采集單元采集到的所有第一時域電壓信號和第一時域電流信號進行FFT插值計算，得到與所述各特征頻率對應的第二時域電壓信號和第二時域電流信號；依據所述第二時域電壓信號和第二時域電流信號獲取與所述各特征頻率對應的電壓幅值、電流幅值和相角，并依據所述電壓幅值和電流幅值計算與所述各特征頻率對應的阻抗幅值；

阻抗bode圖生成單元，用于依據所述各特征頻率，及與所述各特征頻率對應的阻抗幅值和相角繪制bode圖。

2.如權利要求1所述的一種新能源并網變流器的正負序阻抗測量模塊，其特征在于，所述擾動電壓注入單元包括正序擾動電壓注入子單元、負序擾動電壓注入子單元和頻率注入步長調節子單元；

所述正序擾動電壓注入子單元，用于向所述并網點注入正序擾動電壓信號；

所述負序擾動電壓注入子單元，用于向所述并網點注入負序擾動電壓信號；

所述頻率注入步長調節子單元，用于調節所述特征頻率的間隔步長：當所述特征頻率小于預設的頻率分段閾值時設定所述間隔步長為第一步長，當所述特征頻率大于所述頻率分段閾值時設定所述間隔步長為第二步長；所述第一步長小于第二步長，且二者均為整數。

3.一種新能源并網變流器的正負序阻抗測量系統，其特征在于，所述測量系統包括依次連接的控制器、I/O接口設備和實時仿真系統；

所述控制器為新能源并網變流器的實際控制器；

所述I/O接口設備，用于傳輸所述控制器與實時仿真系統之間的數字信號和模擬信號；

所述實時仿真系統包括如權利要求1-2任一項所述的正負序阻抗測量模塊，用于測量所述新能源并網變流器的正負序阻抗。

4.如權利要求3所述的一種新能源并網變流器的正負序阻抗測量系統，其特征在于，所述實時仿真系統還包括上位機、FPGA實時仿真平臺和CPU實時仿真平臺；所述正負序阻抗測量模塊設置在所述CPU實時仿真平臺上；

所述上位機，用于構建新能源并網變流器仿真模型并將其編譯到所述FPGA實時仿真平臺和CPU實時仿真平臺；所述新能源并網變流器仿真模型包括電網模型和所述新能源并網變流器的主電路模型；

所述FPGA實時仿真平臺通過所述CPU實時仿真平臺與控制器交互通信，用于對所述主電路模型中的電力電子器件進行實時仿真；

所述CPU實時仿真平臺通過所述I/O接口設備與控制器交互通信，用于對所述電網模型和主電路模型中電力電子器件以外的電路進行實時仿真，及測量所述主電路模型的正負序阻抗。

5.如權利要求3所述的一種新能源并網變流器的正負序阻抗測量系統，其特征在于，

所述I/O接口設備包括依次連接的接收器、數據轉換器和適配器；

所述接收器的另一端通過硬接線與所述控制器連接，所述適配器的另一端通過硬接線或PCB板卡與所述實時仿真系統連接。

6.如權利要求4所述的一種新能源并網變流器的正負序阻抗測量系統，其特征在于，

所述電網模型包括串聯的理想電壓源和等效阻抗；

所述主電路模型包括整流/逆變電路和濾波電路。

7.如權利要求4所述的一種新能源并網變流器的正負序阻抗測量系統，其特征在于，

所述FPGA實時仿真平臺的實時仿真步長為納秒級別的仿真步長。