[發明專利]并網點電壓的基波電壓分量提取方法、裝置和介質

在審

• 申請號: 202011472001.8
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN114629159A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 曹曉東;郭銳
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02J3/26
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 錢海洋;王兆賡

本公開提供一種并網點電壓的基波電壓分量提取方法、裝置和介質。并網點電壓的基波電壓分量提取方法包括：基于并網點的三相電壓獲得旋轉坐標系下的第一正序分量和第一負序分量；分別對第一正序分量和第一負序分量進行解耦以估計出第二正序分量和第二負序分量；分別對第二正序分量和第二負序分量進行濾波，以獲得正基波分量和負基波分量；根據正基波分量和負基波分量獲得正序的基波電壓分量。根據本發明的實施例的基波電壓分量提取方法具有三相不平衡適應性。

技術領域

本發明總體說來新能源領域，更具體地講，涉及一種并網點電壓的基波電壓分量提取方法、裝置和介質。

背景技術

新能源電場的風力發電機組的慣量響應能力依賴于高精度和高響應速度的電網正序基波提取能力，進而準確的計算電網頻率及其變化率。

電網正序基波通常基于電網電壓信號的鎖相環提取，鎖相環主要包括單同步鎖相環、雙同步鎖相環、二階廣義積分器及正交信號的鎖相環，此外，基于快速傅里葉變換、Hilbert變換及卡爾曼濾波等方法也可以實現電網正序基波提取。

基于鎖相環的正序基波提取方法在理想電壓具有較好提取效果，但在三相不平衡、諧波、頻率變化等條件下，鎖相環方法較難平衡精度和響應時間之間的矛盾，同時，因為鎖相環PI控制器的存在，對正序基波的提取造成一定的影響。

單同步鎖相環在三相不平衡和諧波條件的正序基波提取效果較差，解耦雙同步鎖相環雖然在三相不平衡條件下具有較好的提取效果，但是在諧波條件下提取精度會受到較大影響，而且動態響應時間會受到PI控制帶寬的影響。快速傅里葉變換能夠有效的避免整數次諧波干擾，通過正負序解耦能夠有效的消除不對稱電網對正序基波提取的影響，快速傅里葉變換方法若要規避間諧波影響，單次運算需要足夠的數據以增加頻率分辨率，但會造成較大延時，同時應用中一般需要控制器采樣頻率為2的指數次冪，計算量相對較大。Hilbert變換能否對各頻次信號保持幅值不變移相90度，再通過正交信號鎖相的方法實現正序基波的提取，但是Hilbert變換基于快速傅里葉實現，計算量較大。卡爾曼濾波方法可通過狀態轉移矩陣提取基波任意次諧波，但需要鎖頻環對頻率鎖定，誤差反饋方式對基波提取產生影響，并且如果電網諧波含量較復雜，計算較大。

發明內容

本發明的示例性實施例的目的在于提供一種具有三相不平衡適應性的基波電壓分量提取方法。

根據本發明的一方面，提供一種并網點電壓的基波電壓分量提取方法，該基波電壓分量提取方法包括：基于并網點的三相電壓獲得旋轉坐標系下的第一正序分量和第一負序分量；分別對第一正序分量和第一負序分量進行解耦以估計出第二正序分量和第二負序分量；分別對第二正序分量和第二負序分量進行濾波，以獲得正基波分量和負基波分量；根據正基波分量和負基波分量獲得正序的基波電壓分量。

根據本發明的實施例，分別對第一正序分量和第一負序分量進行解耦以估計出第二正序分量和第二負序分量的步驟可包括：使第一負序分量在正序旋轉坐標系下交叉反饋解耦，從而獲得第二正序分量；使第一正序分量在負序旋轉坐標系下交叉反饋解耦，從而獲得第二負序分量，其中，正序旋轉坐標系和負序旋轉坐標系構成雙同步旋轉坐標系。

根據本發明的實施例，根據正基波分量和負基波分量獲得正序的基波電壓分量的步驟可包括：對正基波分量進行dq/αβ坐標反變換，以獲得第一αβ電壓分量；對第一αβ電壓分量進行αβ/abc坐標反變換，以獲得正序的基波電壓分量。

根據本發明的實施例，基于并網點的三相電壓獲得旋轉坐標系下的第一正序分量和第一負序分量的步驟可包括：對并網點的三相電壓進行濾波，以獲得濾波后的三相電壓；對濾波后的三相電壓進行坐標變換，以獲得旋轉坐標系下的第一正序分量和第一負序分量。

根據本發明的實施例，對并網點的三相電壓進行的濾波可為帶通濾波或低通濾波，對第二正序分量和第二負序分量進行的濾波可為低通濾波。