基于并网变流器的脉冲注入型电网阻抗测量方法的参数设计

电网阻抗在并网变流器的稳定运行中占据着重要作用。因此,精确快速的电网阻抗测量方法也变得尤为重要。基于并网变流器的脉冲注入型电网阻抗测量方法,通常用于对线性或弱非线性的电网阻抗进行快速或实时测量,其在测量成本、测量速度及设计灵活性上都有着较为突出的优势。但是,此方法中的脉冲参数设计却往往依赖于经验法则,缺乏理论指导,使得脉冲注入时线路的电压电流很容易超过系统的额定范围。为了解决这一问题,选取不对称度ρ=1/2的不对称双极型锯齿波进行电网阻抗的宽频测量,并根据所选脉冲,考虑其最佳注入位置与注入角度,提出了相应的参数设计方法,以减轻测量时的系统负担,并消除因脉冲注入所发生的过调制现象。实验证明了理论分析的有效性。     

双模式扰动下新能源发电装备的宽频带序阻抗在线精确测量方法

宽频带阻抗测量是验证及修正新能源发电装备宽频带阻抗模型的重要方法。当待测新能源并网逆变器阻抗与电网阻抗在测量频段内的相对大小改变时,仅采用单一的电流并联注入型阻抗测量系统或者单一的电压串联注入型阻抗测量系统不能精确地测量该待测装备的宽频域(10Hz～10kHz)阻抗。该文首先分析了单一电流扰动或单一电压扰动注入方式下宽频带阻抗测量精度不高的主要原因;然后,以新能源并网逆变器的阻抗测量为研究对象,提出了双模式扰动下新能源发电装备的宽频带序阻抗在线精确测量方法,实现电网阻抗高于待测装置阻抗时注入电流扰动、电网阻抗低于待测装置阻抗时注入电压扰动的工作模式,使扰动高比例分布在待测装置侧,提高了阻抗测量精度;最后通过对阻感负载及新能源并网逆变器的阻抗在线测量,验证所提双模式扰动注入方式下阻抗在线测量方法的有效性。     

基于光伏逆变器的电网谐波阻抗测量新技术

针对新型电力系统背景下电网谐波阻抗的测量需求,提出了一种基于光伏逆变器的新型电网谐波阻抗测量方法。所提方法不会对电网产生扰动,无需安装额外的测量设备,并且还能在阻抗测量过程中治理电网谐波。该方法在基波下控制光伏逆变器实现正常发电功能,在谐波下控制其等效为虚拟电阻。通过改变逆变器的等效虚拟谐波电阻值,测量并网点谐波电压的幅值,并结合最小二乘法来估算系统的谐波阻抗幅值。利用硬件在环实时仿真试验平台进行阻抗测量试验,测量结果与设定值相符,系统5次谐波阻抗的测量精度达99%,7次谐波阻抗的测量精度达97%,验证了所提方法不仅可测量系统多次谐波阻抗幅值,且能保证较高的测量精度。     

基于Sobol拟随机脉宽调制的电网阻抗测量方法

利用并网逆变器获取的实时电网阻抗信息可用于电网状态监测、故障诊断、并网设备稳定控制等领域,提高并网设备和电网调控的智能化水平。由于注入的扰动信号常施加于逆变器电流控制环路,阻抗测量频段受限于控制器带宽。为了提高高频阻抗测量的准确性,文中利用随机脉宽调制的频谱搬移和Sobol拟随机序列的均匀性,提出了一种基于Sobol拟随机脉宽调制(SQRPWM)的电网阻抗测量方法,并根据系统带宽和稳定性约束等条件优化设计了SQRPWM频率边界。在Starsim的实验平台上验证了所提出的SQRPWM阻抗测量方案以及单脉冲+SQRPWM混合阻抗测量方案的可行性,结果表明所提阻抗测量方案具有扰动小、高频段测量精度高的优点,并可与基于电流扰动的阻抗测量方案联合,扩展电网阻抗测量的频段,获取宽频阻抗信息。     

补偿电网接地电流在线跟踪测量新方法

消弧线圈的准确调谐控制主要依赖于对电网对地电容电流的测量。提出一种适合于纯电缆电网或电缆架空线混合电网的接地电流在线测量方法。该方法只需连续监测电网正常运行时中性点位移电压的幅值和相位,就可在线算出电网对地电容电流和阻尼电流的变化。它既适用于"预调谐",也适用于"随调谐"消弧线圈的调谐控制。模拟试验和挂网运行都证明它具有测量方法简单、测量时不需要任何伴随操作、仅需要一个测量信号、可连续重复测量、测量精度高等优点。     

基于SPWM自适应变频点测量铅酸电池的阻抗

针对充电机或负载设备对测量电路的干扰问题,提出一种基于正弦波脉宽调制(SPWM)的变频点微电流电池阻抗无损测量方法。先给出铅酸电池的阻抗模型;再根据干扰的特征,提出抑制方法;最后通过自适应变频点算法,测得铅酸电池的内阻。基于SPWM变频点的铅酸电池阻抗测量方法,重复测量的精度达到20μΩ,提高了测量精度与测量重复性。     

配电变压器短路和开路损耗在线测量系统

针对配电变压器短路损耗和空载损耗离线测量影响供电连续性的问题,提出一种新的变压器损耗在线测量方法并设计了在线测量系统.依据变压器等效电路模型建立变压器短路阻抗与其一、二次侧电压、电流的关系,并推导出了短路阻抗与空载和短路损耗之间的关系.采用线性拟合方法拟合在线采集到的配电变压器相电压和相电流值来实现短路电阻的在线测量,进而实现变压器短路和空载损耗的在线测量.给出一种新的变压器损耗在线测量方法,建立一套变压器损耗在线检测系统,并在Matlab/SIMULINK仿真平台上进行仿真研究.结果显示,使用该方法计算出的空载损耗和短路损耗分别小于或等于0.4％和2.12％,验证了该方法的有效性和准确性.     

控制系统扰动下并网变流器广义阻抗测量方法

基于广义阻抗的频域分析方法可以将变流器并网系统的振荡问题转化为原–对偶电路中广义阻抗之间的串并联谐振问题。基于原–对偶电路,增加外界激励实现广义阻抗的测量具有可行性。为此,该文提出一种在控制系统注入扰动的广义阻抗测量方法。首先,针对主动注入扰动后的变流器系统建立其等效原–对偶电路,并分析系统在主动注入扰动后的响应;其次,给出在控制系统注入扰动的广义阻抗测量原理和计算方法;最后,比较了控制系统注入扰动与一次高压侧注入扰动以及理论值的测量误差。研究表明,在控制器的带宽范围内,在控制系统注入扰动的测量方法不仅可以有效测量出变流器的广义阻抗值,而且具有一次高压侧注入扰动的测量精度。     

二次侧注入扰动的变流器次超同步频段广义阻抗测量方法

基于广义阻抗的稳定判据充分考虑了次超同步频段电网和变流器的耦合作用,并可将系统稳定性分析转化为对单输入单输出系统的分析。从二次侧注入扰动不仅可以测量变流器的广义阻抗,相比一次侧注入扰动,还具有成本低、操作简单的优势。为此,提出了二次侧注入扰动的变流器次超同步频段任意功率因数下广义阻抗测量方法。首先,推导了任意功率因数下的系统广义阻抗和考虑二次侧扰动信号注入的原-对偶复电路;然后,从电路的角度解释了所提广义阻抗测量原理;最后,根据测量原理给出了该频段二次侧注入扰动的变流器广义阻抗测量方法。所提方法是现有广义阻抗测量方法的推广,通过仿真分析可验证所提方法的有效性。     

基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量研究

基于谐波注入的阻抗测量方法具有谐波幅值可控的优势,在阻抗测量中得到了广泛的应用。文中介绍了一种基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量方法,针对不同电压等级的配电网设计了不同的测试拓扑,分析了通过逆变电源产生的谐波电压测量中低压配电网谐波阻抗的原理;同时,建立了不同控制方式逆变电源的戴维南模型,并分析了不同控制逆变电源等效电路的特性;为了提高测量精度,同时满足测试时的电网谐波要求,文中也提出了一种谐波注入准测。最后通过Simulink仿真证明,基于逆变电源的配电网谐波阻抗测量方法可以准确测量出配电网阻抗参数。