【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源并网，具体涉及一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法及相关装置。
技术介绍
1、近年来，风力发电、太阳能发电等可再生能源发电在电力系统中的占比越来越高。与此同时，新能源发电装置与电网交互作用引发的振荡现象也屡见不鲜。特别是，当新能源发电装置运行在弱电网下时，新能源机组与电网阻抗相互作用会引发振荡，影响新能源发电系统的电能质量，甚至触发系统保护，造成严重的经济损失。在现有的新能源系统的稳定性分析方法中，基于阻抗模型的稳定性分析方法受到了广泛的关注。从阻抗的视角来看，新能源机组与电网可以分别视为源和负载。当这两部分分别可以稳定独立运行时，可以通过其输入输出阻抗模型，结合稳定性判据来分析源和负载级联系统的交互稳定性。由于获取准确的阻抗模型是分析得到准确的稳定性分析结果的前提，所以研究新能源机组的阻抗建模是当前亟需解决的技术难点。新能源机组的稳定性分析中常用的阻抗模型主要分为两大类，分别是dq轴阻抗模型和序阻抗模型。序阻抗模型则是通过谐波线性化方法，在abc轴建立的阻抗模型。序阻抗模型物理意义清晰，非常容易通过测量得到；并且适用于三相不平衡等其他工况，扩展性强。因此，基于序阻抗模型的新能源机组的稳定性分析得到了广泛的使用。
2、目前常用的阻抗建模方法包括解析法和测量法。解析法需要了解新能源机组的内部控制策略和详细的参数，而实际运行的大多数设备呈现黑/灰箱化，难以获取其详细的系统参数，所以很难通过理论分析来建立其解析阻抗模型。基于测量的阻抗建模方法可以在不了解新能源机组的内部控制与参数的前提下，
3、不同于传统无源设备的阻抗测量，新能源机组具有明显的非线性，阻抗测量必须建立在一个稳定的工作点上。因此，新能源机组的阻抗测量需要进行在线测量。在新能源机组并网系统稳定性运行的基础上，利用注入或者系统固有的谐波信号进行阻抗的计算。目前的阻抗测量方法在测量时由于扰动信号太大可能会引起控制器饱和限幅，造成测量误差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法及相关装置，以解决现有阻抗测量方法忽略控制器饱和限幅的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、设置电压扰动分量的待测频率，在新能源并网系统注入电压扰动分量；
5、待新能源并网系统稳定后采样获得电压信号和电流信号；
6、对所述电流信号进行控制器饱和限幅检测后，
7、对所述电压信号和电流信号进行预处理并结合所述待测频率获得扰动频率下的电压值和电流值，以及耦合频率下的电压值和电流值；
8、重复上述步骤直至获得两组所述扰动频率下的电压值和电流值，以及耦合频率下的电压值和电流值后，计算得到所述待测频率对应的新能源机组频率耦合阻抗矩阵，完成阻抗测量。
9、在一些实施方式中，所述电压扰动分量为正序电压扰动分量或负序电压扰动分量；
10、当第一次注入待测频率为扰动频率的正序电压扰动分量时，第二次注入所述扰动频率对应的耦合频率的负序电压扰动分量；
11、当第一次注入待测频率为扰动频率的负序电压扰动分量时，第二次注入所述扰动频率对应的耦合频率的正序电压扰动分量。
12、在一些实施方式中，待新能源并网系统稳定后，对所述电压扰动分量信号进行采样获得电压信号，对注入电压扰动分量后的逆变器输出电流进行采样获得电流信号。
13、在一些实施方式中，所述对所述电流信号进行控制器饱和限幅检测的步骤，具体包括：
14、对所述电流信号进行傅里叶分析，若存在频率为hz和hz的谐波，则所述控制器发生饱和限幅，重新设置电压扰动分量小于当前所述电压扰动分量后注入新能源并网系统；否则所述控制器未发生饱和限幅，对所述电压信号和电流信号进行预处理；其中，为待测频率，为基波频率。
15、在一些实施方式中，所述对所述电压信号和电流信号进行预处理并结合所述待测频率获得扰动频率下的电压值和电流值，以及耦合频率下的电压值和电流值的步骤，具体包括：
16、采用加窗fft方法和谱线插值法对所述电压信号和电流信号进行预处理后，结合待测频率通过傅里叶变换提取预处理后的电压信号中的扰动频率下的电压值和耦合频率下的电压值，同时提取预处理后的电流信号中的扰动频率下的电流值和耦合频率下的电流值。
17、在一些实施方式中，所述在新能源并网系统注入电压扰动分量步骤，具体包括：向新能源并网系统中的公共连接点或输电线路注入电压扰动分量。
18、第二方面，一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量系统，包括：
19、谐波注入模块，用于设置电压扰动分量的待测频率，在新能源并网系统注入电压扰动分量；
20、信号采样模块，用于待新能源并网系统稳定后采样获得电压信号和电流信号；
21、饱和限幅检测模块，用于对所述电流信号进行控制器饱和限幅检测；
22、阻抗测量模块，用于对所述电压信号和电流信号进行预处理并结合所述待测频率获得扰动频率下的电压值和电流值，以及耦合频率下的电压值和电流值，根据两组所述扰动频率下的电压值和电流值，以及耦合频率下的电压值和电流值后，计算得到所述待测频率对应的新能源机组频率耦合阻抗矩阵，完成阻抗测量。
23、第三方面，一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法的步骤。
24、第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法的步骤。
25、第五方面，一种计算机程序产品，所述计算机产品包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法的步骤。
26、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
27、本专利技术提供一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，在注入电压扰动分量后，待新能源并网系统稳定后采样获得电压信号和电流信号；对所述电流信号进行控制器饱和限幅检测后，对所述电压信号和电流信号进行预处理并结合所述待测频率获得扰动频率下的电压值和电流值，以及耦合频率下的电压值和电流值，最后计算得到所述待测频率对应的新能源机组频率耦合阻抗矩阵，完成阻抗测量。该方法克服了现有阻抗测量方法的不足，在不用额外增加检测设备的情况下能够检测控制器是否饱和限幅，从而降低阻抗测量成本，提高阻抗测量准确度，提升阻抗测量效率。
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1.一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，所述电压扰动分量为正序电压扰动分量或负序电压扰动分量；
3.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，待新能源并网系统稳定后，对所述电压扰动分量进行采样获得电压信号，对注入电压扰动分量后的逆变器输出电流进行采样获得电流信号。
4.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，所述对所述电流信号进行控制器饱和限幅检测的步骤，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，所述对所述电压信号和电流信号进行预处理并结合所述待测频率获得扰动频率下的电压值和电流值，以及耦合频率下的电压值和电流值的步骤，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，所述在新能源并网系统注入电压扰动
7.一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~6任一项所述一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~6任一项所述一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，所述计算机产品包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~6任一项所述一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，所述电压扰动分量为正序电压扰动分量或负序电压扰动分量；
3.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，待新能源并网系统稳定后，对所述电压扰动分量进行采样获得电压信号，对注入电压扰动分量后的逆变器输出电流进行采样获得电流信号。
4.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，所述对所述电流信号进行控制器饱和限幅检测的步骤，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种考虑控制器饱和限幅的新能源并网系统阻抗测量方法，其特征在于，所述对所述电压信号和电流信号进行预处理并结合所述待测频率获得扰动频率下的电压值和电流值，以及耦合频率下的电压值和电流值的步骤，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：范伟强，王弋飞，韩辰光，党凯，秦炜塨，
申请(专利权)人：西安高压电器研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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