[發(fā)明專利]一種分布式電源高頻阻抗等值建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710546424.1
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107482616B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈科;任哲鋒;李論;李晨曦;宣振文;戴明
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發(fā)明公開了一種分布式電源高頻阻抗等值建模方法，包括：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，獲取故障發(fā)生前后預(yù)定時間窗內(nèi)時域數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述時域數(shù)據(jù)在預(yù)定的高頻段范圍內(nèi)計算高頻阻抗，所述預(yù)定時間窗的時長小于電力系統(tǒng)的分布式電源的控制策略響應(yīng)時長。本發(fā)明實施例中由于利用短窗數(shù)據(jù)計算高頻阻抗，有效避免了分布式電源控制策略變化以及輸出功率變化帶來的影響；與基頻下的分布式電源模型相比，本發(fā)明實施例中提供的高頻阻抗模型更具確定性和普適性，從而可以在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后準(zhǔn)確計算出相應(yīng)的高頻阻抗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的故障檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式電源高頻阻抗等值建模方法。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)中，常見的分布式電源(DG)根據(jù)并網(wǎng)方式主要可以分為兩類：

(1)直接并網(wǎng)類DG，如雙饋感應(yīng)風(fēng)機(DFIG)等；

(2)經(jīng)逆變器并網(wǎng)類DG，如光伏(PV)、永磁直驅(qū)風(fēng)機(PMSG)、燃料電池等。

分布式電源自身提供的短路電流特性與控制策略相關(guān)，實際運行中由于部分控制參數(shù)無法事先確定，其短路電流具有一定程度的不可預(yù)知性和不確定性。并且分布式電源所提供短路電流與系統(tǒng)提供短路電流的相對大小關(guān)系與二者的容量比有關(guān)。這些因素都使得分布式電源接入電力系統(tǒng)后的故障電流情況變得更加復(fù)雜。

因此，由于分布式電源故障電流特性與控制策略、輸出功率等因素密切相關(guān)，故障后很難精確計算其故障電流，因而在工頻下建立通用的分布式電源阻抗模型難度較大，使得電力系統(tǒng)發(fā)生故障后無法準(zhǔn)確確定相應(yīng)的電源阻抗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種分布式電源高頻阻抗等值建模方法，從而可以在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后準(zhǔn)確計算出相應(yīng)的高頻阻抗。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種分布式電源高頻阻抗等值建模方法，包括：

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，獲取故障發(fā)生前后預(yù)定時間窗內(nèi)時域數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述時域數(shù)據(jù)在預(yù)定的高頻段范圍內(nèi)計算高頻阻抗，所述預(yù)定時間窗的時長小于電力系統(tǒng)的分布式電源的控制策略響應(yīng)時長。

所述預(yù)定時間窗內(nèi)時域數(shù)據(jù)是指以故障點為中心，選取故障前和故障后共計預(yù)定時間內(nèi)的時域電壓電流數(shù)據(jù)。

所述預(yù)定時間窗的時長為10毫秒。

所述的方法，當(dāng)所述電力系統(tǒng)中的分布式電源為直接并網(wǎng)類分布式電源時，根據(jù)所述時域數(shù)據(jù)計算高頻阻抗的步驟包括：

將直接并網(wǎng)類分布式電源等值為異步電機與濾波電容相并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，得到直接并網(wǎng)類分布式電源的高頻阻抗。

所述的方法，還包括：

將所述故障前和故障后共計預(yù)定時間內(nèi)的時域電壓電流數(shù)據(jù)利用傅里葉算法轉(zhuǎn)換到頻域，且所述直接并網(wǎng)類分布式電源的高頻阻抗的計算式包括：

其中，R_s，L_s，R_r和L_r分別表示感應(yīng)電機定、轉(zhuǎn)子側(cè)的等效電阻和電感，L_m表示電機的勵磁電感，C表示并網(wǎng)處的濾波電容。

所述的方法，當(dāng)所述電力系統(tǒng)中的分布式電源為直接并網(wǎng)類分布式電源時，所述高頻段范圍包括：在100Hz至3000Hz頻段范圍內(nèi)。

所述的方法，當(dāng)所述電力系統(tǒng)中的分布式電源為經(jīng)逆變器并網(wǎng)類分布式電源時，根據(jù)所述時域數(shù)據(jù)計算高頻阻抗的步驟包括：

基于逆變器三相對稱的結(jié)構(gòu)和開關(guān)器件上下橋臂互補導(dǎo)電基本控制原則，分析故障后所有可能出現(xiàn)的開關(guān)器件開斷組合，得到高頻分量流經(jīng)通路的高頻阻抗。

所述的方法，還包括：