[發明專利]陸上雙饋風場經傳統直流送出系統的阻抗測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202010975113.9
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112260263B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李震;江長明;董曉亮;白正宇;張瑞春;黃寶鑫;陸昱錕;田旭
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/36;H02J3/38;G06F17/11;G01R27/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高會允

1.陸上雙饋風場經傳統直流送出系統的阻抗測量方法，所述陸上雙饋風場經傳統直流送出系統包括雙饋風場子系統、傳統直流送出子系統以及交流電網組成；其中所述雙饋風場子系統通過所述傳統直流送出子系統經逆變器并入所述交流電網；其特征在于，所述阻抗測量方法包括如下步驟：

S1)獲取所述雙饋風場子系統的結構參數；

根據所述雙饋風場子系統的結構參數，計算網側變流器GSC控制器和機側變流器RSC控制器的穩態輸出值；其中網側變流器GSC控制器的穩態輸出值包括網側變流器GSC控制器在穩定運行時在d軸輸出的直流分量D₀和q軸輸出的直流分量和Q₀；機側變流器RSC控制器的穩態輸出值包括機側變流器RSC控制器在穩定運行時在d軸輸出的直流分量D_r0和q軸輸出的直流分量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為網側變流器GSC控制器的解耦系數；I₁為并網點基頻電流；φ_i1為初始相角；f₁為基頻頻率；L_p為網側變流器GSC逆變器側濾波電感；V₁為并網點基頻電壓；R_r為轉子電阻；R_s為定子電阻；ω_slip為轉差角頻率；ω₁為基頻角頻率；L_s為定子電感；L_r為轉子電感；L_m為互感；K_e為定轉子匝數比；I_rd和I_rq則分別為機側變流器RSC控制器的電流指令值d軸和q軸分量；

S2)根據給定雙饋風場子系統的結構參數、控制參數及相關穩態值，計算得到特定頻率f下的風場阻抗值Z_wf(s)；

式中：s為頻率f對應的虛數形式，s＝2πfj；j為虛數符號；H_i為GSC電流控制器的PI傳遞函數；T_PLL為鎖相環閉環傳遞函數；H_ri為RSC控制器的PI傳遞函數；K_rd為RSC控制器的解耦系數；I_r1為轉子基頻電流；ρ為定轉子轉差；Δ_p為指代參數，用于指代

S3)獲取傳統直流送出子系統的輸出有功功率P、傳統直流送出子系統的輸出無功功率Q；

S4)計算特定頻率f下的傳統直流送出子系統的阻抗值Z_LCC(s)；

式中：k_T為交流側變壓器變比；k為預設的整數；P為傳統直流送出子系統的傳輸有功功率運行穩態值P；Q為傳統直流送出子系統的傳輸無功功率運行穩態值；S為視在功率，S＝P+jQ；F為觸發角控制部分傳遞函數；ω₁為基頻角頻率；Z_dc為直流線路阻抗；C_L為交流側無功補償電容；||為并聯阻抗計算符號；

S5)將所述特定頻率f下的風場阻抗值Z_wf(s)以及特定頻率f下的傳統直流送出子系統的阻抗值Z_LCC(s)進行阻抗級聯進行相應的阻抗級聯，得到特定頻率f下的整個所述陸上雙饋風場經傳統直流送出系統的總阻抗值。

2.陸上雙饋風場經傳統直流送出系統的阻抗測量裝置，其特征在于，風場參數獲取模塊、風場阻抗算法模塊、傳統直流送出子系統參數獲取模塊、傳統直流送出子系統阻抗算法模塊以及總阻抗算法模塊；

所述風場參數獲取模塊，用于獲取雙饋風場子系統的結構參數；并根據所述雙饋風場子系統的結構參數，計算網側變流器GSC控制器和機側變流器RSC控制器的穩態輸出值；其中網側變流器GSC控制器的穩態輸出值包括網側變流器GSC控制器在穩定運行時在d軸輸出的直流分量D₀和q軸輸出的直流分量和Q₀；機側變流器RSC控制器的穩態輸出值包括機側變流器RSC控制器在穩定運行時在d軸輸出的直流分量D_r0和q軸輸出的直流分量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為網側變流器GSC控制器的解耦系數；I₁為并網點基頻電流；φ_i1為初始相角；f₁為基頻頻率；L_p為網側變流器GSC逆變器側濾波電感；V₁為并網點基頻電壓；R_r為轉子電阻；R_s為定子電阻；ω_slip為轉差角頻率；ω₁為基頻角頻率；L_s為定子電感；L_r為轉子電感；L_m為互感；K_e為定轉子匝數比；I_rd和I_rq則分別為機側變流器RSC控制器的電流指令值d軸和q軸分量；

所述風場阻抗算法模塊，用于根據給定雙饋風場子系統的結構參數、控制參數及相關穩態值，按照如下算法計算得到特定頻率f下的風場阻抗值Z_wf(s)；

式中：s為頻率f對應的虛數形式，s＝2πfj；j為虛數符號；H_i為GSC電流控制器的PI傳遞函數；T_PLL為鎖相環閉環傳遞函數；H_ri為RSC控制器的PI傳遞函數；K_rd為RSC控制器的解耦系數；I_r1為轉子基頻電流；ρ為定轉子轉差；Δ_p為指代參數，用于指代

所述傳統直流送出子系統參數獲取模塊，用于獲取傳統直流送出子系統的輸出有功功率P、傳統直流送出子系統的輸出無功功率Q；

所述傳統直流送出子系統阻抗算法模塊，用于采用如下算法計算特定頻率f下的傳統直流送出子系統的阻抗值Z_LCC(s)；

式中：k_T為交流側變壓器變比；k為預設的整數；P為傳統直流送出子系統的傳輸有功功率運行穩態值P；Q為傳統直流送出子系統的傳輸無功功率運行穩態值；S為為視在功率，S＝P+jQ；F為觸發角控制部分傳遞函數；ω₁為基頻角頻率；Z_dc為直流線路阻抗；C_L為交流側無功補償電容；||為并聯阻抗計算符號；

所述總阻抗算法模塊，用于將所述特定頻率f下的風場阻抗值Z_wf(s)以及特定頻率f下的傳統直流送出子系統的阻抗值Z_LCC(s)進行阻抗級聯進行相應的阻抗級聯，得到特定頻率f下的整個所述陸上雙饋風場經傳統直流送出系統的總阻抗值。