[發明專利]一種風電場輸出阻抗頻率特性測試分析方法

有效

• 申請號: 201910005816.6
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN109782064B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 韓民曉;張漢花;于家英;李旭濤;黃永寧;楊雪紅
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司電力科學研究院;華北電力大學;國網寧夏電力有限公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 莎日娜

本發明提出了一種風電場輸出阻抗頻率特性測試分析方法，包括：在電力系統受到擾動信號導致風電場母線上的電壓產生變化、且擾動信號的擾動源位于風電場外部時，根據設定的采樣頻率獲取風電場母線上的電壓采樣信號和電流采樣信號；通過快速傅里葉變換，將電壓采樣信號和電流采樣信號分別變換成相應的電壓頻譜信號和電流頻譜信號；再對電壓頻譜信號和電流頻譜信號中相應的電壓值與電流值求比值，獲得若干連續的阻抗值；根據獲得的若干所述阻抗值生成風電場的輸出阻抗頻譜曲線。本發明利用電網中隨時可能出現的擾動信號，實時收集采樣相關電氣量信號，通過分析變換，得到風電場的輸出阻抗頻率特性，從而為研究風電場阻抗特性提供了有效工具與手段。

技術領域

本發明屬于電力系統參數測量領域，尤其涉及一種風電場輸出阻抗頻率特性測試分析方法。

背景技術

近些年來，我國新能源產業持續增長，在電能生產中的份額占比逐步提高，進入了大規模發展階段。電網中存在大量非線性設備，如直流輸電、電流機車、電弧爐等，在運行過程中會產生大量諧波，形成背景諧波。

背景諧波可能在風電場、光伏電站中傳播放大，甚至發生諧振，造成換流器回路的過電壓、過電流，對整個電力系統中的設備造成損壞；這一現象的發生，從根本上講取決于風電場或光伏電站從電網側看進去的等效阻抗的頻率特性。這一等效阻抗不僅與主回路電氣參數有關，與控制器策略與參數也密切相關。加之可再生能源出力的隨機性、運行方式的變化，試圖通過解析分析的方法得到該阻抗特性有很大的難度。

發明內容

為得到上述等效阻抗的頻率特性，本發明提出一種風電場輸出阻抗頻率特性測試分析方法，從而解決現有技術中無法對風電場阻抗特性進行有效分析的問題。

在一些說明性實施例中，所述風電場輸出阻抗頻率特性測試分析方法，應用于風電場所在的電力系統中，包括：在所述電力系統受到自然擾動導致風電場母線上的電壓水平產生一定幅度變化、且所述自然擾動的擾動源位于所述風電場外部時，根據設定的采樣頻率獲取所述風電場母線上的電壓采樣信號和電流采樣信號；通過快速傅里葉變換，將所述電壓采樣信號和電流采樣信號分別變換成相應的電壓頻譜信號和電流頻譜信號；再對所述電壓頻譜信號和電流頻譜信號中相應的電壓值與電流值求比值，獲得若干連續的阻抗值；根據獲得的若干所述阻抗值生成所述風電場的輸出阻抗頻譜曲線。

在一些可選地實施例中，在所述根據設定的采樣頻率獲取所述風電場母線上的電壓采樣信號和電流采樣信號之前，還包括：檢測所述電力系統中出現的擾動信號；判斷所述擾動信號是否由于自然擾動、無功補償裝置和負荷的投切、或是機組的開停導致產生；是則，響應所述擾動信號；否則，不響應所述擾動信號。

在一些可選地實施例中，所述檢測所述電力系統中出現的擾動信號的過程，包括：通過采集所述電力系統中的電壓、電流、頻率和相角的瞬時值，并基于擾動識別算法篩選提取擾動電氣特征量；當擾動電氣特征量超出設定閾值時，判定所述電力系統中出現所述擾動信號。

在一些可選地實施例中，在所述根據設定的采樣頻率獲取所述風電場母線上的電壓采樣信號和電流采樣信號之前，還包括：判斷所述擾動信號的擾動源是否位于所述風電場外部；是則，響應所述擾動信號；否則，不響應所述擾動信號。

在一些可選地實施例中，所述采樣頻率設定為5000Hz。

在一些可選地實施例中，所述輸出阻抗頻譜曲線為第一輸出阻抗頻譜曲線；當所述電力系統再次受到擾動信號導致風電場母線上的電壓水平產生一定幅度變化、且該擾動信號的擾動源位于所述風電場外部時，生成第二輸出阻抗頻譜曲線；利用所述第二輸出阻抗頻譜曲線中的阻抗值分別對所述第一輸出阻抗頻譜曲線中相應的阻抗值進行加權修正，獲得修正后的所述風電場的輸出阻抗頻率曲線。

在一些可選地實施例中，所述第一輸出阻抗頻譜曲線為修正后的風電場的輸出阻抗頻率曲線。

在一些可選地實施例中，利用如下公式進行加權修正：