CN109412178B - 一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，高压大容量阻抗测量装备中主要含有高压大容量宽频带电压扰动注入装置、信号处理单元、宽频带阻抗计算与监控单元、控制单元。其中高压大容量宽频带电压扰动注入装置的输出通过耦合变压器串联接入到待测新能源发电装备的高压线路中，提供电压扰动源。高压大容量宽频带电压扰动注入装置的投入和切除直接关系到待测设备、电压扰动注入装置本身以及电网的安全稳定运行。一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法为其高压大容量宽频带电压扰动注入装置提供一种软投切控制方法，在高压大容量宽频带电压扰动注入装置的投切过程中不会对待测设备、电压扰动注入装置本身以及电网造成冲击。可为风力发电等高压大容量场景下的宽频带输出阻抗在线测量提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电中的阻抗在线测量技术领域，特别是一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法。
背景技术
大力发展可再生能源是我国保障能源安全、应对气候变化的重要举措，风力发电和光伏发电是我国可再生能源利用的主要方式，在“三北”地区建设千万千瓦级风电/光伏基地、利用特高压直流送出是我国当前可再生能源开发利用的主导形式。可再生能源发电基地直流外送***中，电力电子发电装备数量巨大，控制复杂且存在多时间尺度耦合，基地间及其与直流输电的动态相互作用加剧，导致宽频带振荡机理不明，建模与分析面临极大挑战。
频域理论中的阻抗法是分析新能源变流器并网***振荡问题最常用的方法之一，其基本思路是将变流器和交流电网看成两个独立的子***，利用阻抗矩阵描述子***的外特性，并利用子***的阻抗比判断***稳定性。与基于状态空间模型的特征值分析方法相比，阻抗法不依赖于***的详细模型和具体参数，其所需的阻抗矩阵可以通过测量实际***的端口外特性得到，而且可以通过阻抗聚合的方法应对***规模的扩大，特别适用于大量异构新能源机组组成的大规模***的分析，因此得到了广泛应用。研发新能源发电装备的宽频带阻抗特性测量技术与装备是阻抗法应用的基础和关键，是解决新能源发电装备的阻抗特性难以精确测量、现有仿真工具无法适应新能源机组数量巨大的问题的有效手段。因此，开展宽频带阻抗特性测量技术与装备的研究对揭示新能源发电基地直流外送***的宽频带振荡机理和提出振荡防御及抑制方法有着重大的意义。
然而，目前阻抗测量装备的研究主要集中在低压小容量领域，高压大容量的阻抗测量装备研究还处于初级阶段，研究还不够完善。因此，本发明提出一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，在高压大容量阻抗测量装备中高压大容量宽频带电压扰动注入装置的投切过程中不会对待测设备、电压扰动注入装置本身以及电网造成冲击。可为风力发电等高压大容量场景下的宽频带输出阻抗在线测量提供技术支撑。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，可满足风力发电等高压大容量场景下宽频带输出阻抗在线测量的需求。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，其特征在于，高压大容量阻抗测量装备中主要含有高压大容量宽频带电压扰动注入装置、信号处理单元、宽频带阻抗计算与监控单元、控制单元。其中，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的输入通过常开开关S1并联接入到高压电网；高压大容量宽频带电压扰动注入装置的输出通过常开开关S2串联接入到待测新能源发电装备的高压线路中，提供电压扰动源，常闭开关S3作为高压大容量宽频带电压扰动注入装置输出的旁路开关。
一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，其特征在于，高压大容量阻抗测量装备中的高压大容量宽频带电压扰动注入装置投入运行时主要包括以下步骤：
1)高压大容量宽频带电压扰动注入装置投入前，S1、S2处于断开状态，S3处于闭合状态，待测新能源发电装备正常发电；
2)S1闭合，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的三相不可控整流进行预充电，待直流侧电压稳定后，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的逆变部分开始空载自检，完成自检后将逆变调制波设置为0，期望逆变部分的输出电压为0；
3)然后将S2闭合，高压大容量宽频带电压扰动注入装置串联到线路中，由于此时装置的输出电压为0，所以不会产生较大冲击；
4)最后将S3断开，待测新能源发电装备的输出电流全部流经高压大容量宽频带电压扰动注入装置，待***稳定后可以让高压大容量宽频带电压扰动注入装置发出期望的电压波形，高压大容量阻抗测量装备可开始进行宽频带阻抗在线测量。
一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，其特征在于，高压大容量阻抗测量装备中的高压大容量宽频带电压扰动注入装置切除运行时主要包括以下步骤：
1)高压大容量宽频带电压扰动注入装置切除前，S1、S2处于闭合状态，S3处于断开状态；
2)将高压大容量宽频带电压扰动注入装置的逆变调制波设置为0，期望逆变部分的输出电压为0；
3)S3闭合，待***稳定后将S2断开，高压大容量宽频带电压扰动注入装置从线路中切除；
4)将高压大容量宽频带电压扰动注入装置的IGBT全部停止工作，然后将S1断开，装置切除完毕，在整个投切过程中待测新能源发电装备可以不间断发电。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明提供了一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，在高压大容量阻抗测量装备中高压大容量宽频带电压扰动注入装置的投切过程中不会对待测设备、电压扰动注入装置本身以及电网造成冲击。
附图说明
图1为本发明一实施例高压大容量阻抗测量装备的***结构图；
图2为本发明一实施例高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法；
图3为本发明一实施例高压大容量阻抗测量装备的投切控制的仿真波形。
具体实施方式
如图1所示，一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，其特征在于，高压大容量阻抗测量装备中主要含有高压大容量宽频带电压扰动注入装置、信号处理单元、宽频带阻抗计算与监控单元、控制单元。其中，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的输入通过常开开关S1并联接入到高压电网；高压大容量宽频带电压扰动注入装置的输出通过常开开关S2串联接入到待测新能源发电装备的高压线路中，提供电压扰动源，常闭开关S3作为高压大容量宽频带电压扰动注入装置输出的旁路开关。
如图2所示，一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，其特征在于，高压大容量阻抗测量装备中的高压大容量宽频带电压扰动注入装置投入运行时主要包括以下步骤：
1)高压大容量宽频带电压扰动注入装置投入前，S1、S2处于断开状态，S3处于闭合状态，待测新能源发电装备正常发电；
2)S1闭合，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的三相不可控整流进行预充电，待直流侧电压稳定后，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的逆变部分开始空载自检，完成自检后将逆变调制波设置为0，期望逆变部分的输出电压为0；
3)然后将S2闭合，高压大容量宽频带电压扰动注入装置串联到线路中，由于此时装置的输出电压为0，所以不会产生较大冲击；
4)最后将S3断开，待测新能源发电装备的输出电流全部流经高压大容量宽频带电压扰动注入装置，待***稳定后可以让高压大容量宽频带电压扰动注入装置发出期望的电压波形，高压大容量阻抗测量装备可开始进行宽频带阻抗在线测量。
如图2所示，一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，其特征在于，高压大容量阻抗测量装备中的高压大容量宽频带电压扰动注入装置切除运行时主要包括以下步骤：
1)高压大容量宽频带电压扰动注入装置切除前，S1、S2处于闭合状态，S3处于断开状态；
2)将高压大容量宽频带电压扰动注入装置的逆变调制波设置为0，期望逆变部分的输出电压为0；
3)S3闭合，待***稳定后将S2断开，高压大容量宽频带电压扰动注入装置从线路中切除；
4)将高压大容量宽频带电压扰动注入装置的IGBT全部停止工作，然后将S1断开，装置切除完毕，在整个投切过程中待测新能源发电装备可以不间断发电。
如图3所示，ea、eb、ec为高压大容量宽频带电压扰动注入装置的三相输出电压，vpLa、vpLb、vpLc为待测新能源发电装备的三相输入电压，ipa、ipb、ipc为待测新能源发电装备的三相输入电流，从仿真波形可以看出在高压大容量宽频带电压扰动注入装置的整个投切过程中没有出现较大的冲击。
Claims (1)
1.一种高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的输入通过常开开关S1并联接入到高压电网；高压大容量宽频带电压扰动注入装置的输出通过常开开关S2串联接入到待测新能源发电装备的高压线路中，提供电压扰动源，常闭开关S3作为高压大容量宽频带电压扰动注入装置输出的旁路开关；其特征在于，高压大容量阻抗测量装备的投切控制方法包括高压大容量宽频带电压扰动注入装置的投入运行控制和切除运行控制；高压大容量阻抗测量装备中的高压大容量宽频带电压扰动注入装置投入运行时包括以下步骤：
1)高压大容量宽频带电压扰动注入装置投入前，S1、S2处于断开状态，S3处于闭合状态，待测新能源发电装备正常发电；
2)S1闭合，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的三相不可控整流进行预充电，待直流侧电压稳定后，高压大容量宽频带电压扰动注入装置的逆变部分开始空载自检，完成自检后将逆变调制波设置为0，期望逆变部分的输出电压为0；
3)将S2闭合，高压大容量宽频带电压扰动注入装置串联到线路中；
4)将S3断开，待测新能源发电装备的输出电流全部流经高压大容量宽频带电压扰动注入装置，待***稳定后让高压大容量宽频带电压扰动注入装置发出期望的电压波形，高压大容量阻抗测量装备开始进行宽频带阻抗在线测量；
高压大容量阻抗测量装备中的高压大容量宽频带电压扰动注入装置切除运行时包括以下步骤：
1)高压大容量宽频带电压扰动注入装置切除前，S1、S2处于闭合状态，S3处于断开状态；
2)将高压大容量宽频带电压扰动注入装置的逆变调制波设置为0，期望逆变部分的输出电压为0；
3)S3闭合，待***稳定后将S2断开，高压大容量宽频带电压扰动注入装置从线路中切除；
4)将高压大容量宽频带电压扰动注入装置的IGBT全部停止工作，然后将S1断开，装置切除完毕，在整个投切过程中待测新能源发电装备不间断发电。
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