計(jì)算機(jī)輔助確定電力網(wǎng)阻抗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及計(jì)算機(jī)輔助確定電力網(wǎng)阻抗的方法W及發(fā)電機(jī)組和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了適當(dāng)控制在連接點(diǎn)處與電力網(wǎng)相連的發(fā)電機(jī)組，通常需要電力網(wǎng)的阻抗作為 參數(shù)。從現(xiàn)有技術(shù)中已知不同的用于估算該阻抗的方法。按照一種方法所述，對(duì)電力網(wǎng)的 電力組件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助建模，并且利用該建模計(jì)算電網(wǎng)的特性和尤其是其連接點(diǎn)處的阻 抗。然而運(yùn)樣的方法是復(fù)雜的，并且在電力網(wǎng)有所改動(dòng)的情況下需要連續(xù)進(jìn)行更新。眾所 周知，還通過發(fā)電機(jī)組參數(shù)的主動(dòng)改變來(lái)確定電網(wǎng)的特性，然而運(yùn)所具有的缺點(diǎn)是干擾機(jī) 組的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 因此本發(fā)明的任務(wù)在于運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助方法W簡(jiǎn)單方式確定電力網(wǎng)的阻抗。
[0004] 通過專利獨(dú)立權(quán)利要求來(lái)解決該任務(wù)。本發(fā)明的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行 定義。
[0005] 本發(fā)明所述的方法用于計(jì)算機(jī)輔助確定電力網(wǎng)或電網(wǎng)的阻抗，其中在相應(yīng)的相繼 的時(shí)刻在發(fā)電機(jī)組連接到電力網(wǎng)的連接點(diǎn)處測(cè)量電壓、有功功率和無(wú)功功率。在此W及在 下文中，所測(cè)量的電壓始終指的是真實(shí)的電壓值（電壓振幅），也就是不確定所測(cè)量的電壓 的相位。在本發(fā)明所述的方法中，根據(jù)W下所述的步驟a)至d)確定電力網(wǎng)的阻抗值。在 運(yùn)些步驟中通過表達(dá)方式"僅在......的情況下"詳細(xì)說明相應(yīng)的條件。所指的是僅在條 件存在的情況下才執(zhí)行相應(yīng)的步驟，否則就在相應(yīng)的（當(dāng)前）時(shí)刻中斷確定阻抗值。
[0006] 在所述方法的第一步驟a)中，在相應(yīng)的當(dāng)前時(shí)刻確定先前時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻之間 的所測(cè)量的電壓值變化W及先前時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻之間的所測(cè)量的無(wú)功功率值變化是否滿 足第一標(biāo)準(zhǔn)。如果所測(cè)量的電壓值變化大于第一闊值，并且所測(cè)量的無(wú)功功率值變化大于 第二闊值，則滿足第一標(biāo)準(zhǔn)。
[0007] 在步驟b)中僅在所測(cè)量的電壓和所測(cè)量的無(wú)功功率的值變化滿足第一標(biāo)準(zhǔn)的情 況下才確定所測(cè)量的電壓和所測(cè)量的無(wú)功功率的變化是否滿足第二標(biāo)準(zhǔn)，其中如果由發(fā)電 機(jī)組引起所測(cè)量的電壓和所測(cè)量的無(wú)功功率的變化，則滿足第二標(biāo)準(zhǔn)。在此W及在下文中， 不附加"值"的變化運(yùn)一概念指的是有符號(hào)的、不是按照數(shù)值的變化。
[000引在步驟C)中僅在所測(cè)量的電壓和所測(cè)量的無(wú)功功率的變化滿足第二標(biāo)準(zhǔn)的情況 下，才根據(jù)與所測(cè)量的電壓的相位無(wú)關(guān)的運(yùn)算法則估算阻抗值。特別是設(shè)計(jì)運(yùn)算法則，使其 對(duì)所測(cè)量的電壓的恒定相位有效。在此，也確定所估算的阻抗值的估算誤差。僅在估算誤 差小于預(yù)先確定的誤差闊值的情況下，估算的阻抗值才是所確定的阻抗值，就是說僅在該 情況下通過估算阻抗值更新阻抗值。
[0009] 本發(fā)明所述的方法基于W下認(rèn)識(shí)：在發(fā)電機(jī)組通常所連接的感應(yīng)電力網(wǎng)中（也就 是具有小的或沒有阻抗實(shí)部的電力網(wǎng)）出現(xiàn)可W用無(wú)需考慮所測(cè)量的電壓相位的簡(jiǎn)單運(yùn) 算法則準(zhǔn)確確定阻抗的工作點(diǎn)。發(fā)明人在此已認(rèn)識(shí)到，只有當(dāng)連接點(diǎn)處所測(cè)量的電壓和無(wú) 功功率出現(xiàn)較大變化、并且同時(shí)有功功率變化是小的時(shí)，才能W充分的精度使用運(yùn)算法則， 其中通過估算誤差間接檢查有功功率變化的條件。
[0010] 在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟b)中W簡(jiǎn)單方式檢查第二標(biāo)準(zhǔn)，使得所測(cè) 量的電壓變化的符號(hào)與所測(cè)量的無(wú)功功率變化的符號(hào)進(jìn)行比較，其中如果兩個(gè)符號(hào)一致， 則滿足第二標(biāo)準(zhǔn)。
[0011] 在本發(fā)明所述方法的另一種方案中，步驟d)中的預(yù)先確定的誤差闊值是當(dāng)前時(shí) 刻之前最后執(zhí)行的步驟d)中確定的估算誤差。W運(yùn)種方式保證，一直只是當(dāng)阻抗值的估算 誤差變得比較小的時(shí)候，才將阻抗值更新。
[0012] 優(yōu)選地，根據(jù)（預(yù)先確定的）百分比測(cè)量精度設(shè)定W上定義的第一和第二闊值，使 得保證不由測(cè)量誤差引起變化。在此，所述第一闊值是大于一的正系數(shù)與所測(cè)量的電壓的 百分比測(cè)量精度的乘積，并且/或者第二闊值是大于一的正系數(shù)與所測(cè)量的功率的百分比 測(cè)量精度的乘積。事實(shí)證明尤其是值5適合作為正系數(shù)。
[0013] 在另一種方案中，還確定先前時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻之間的有功功率變化，其中如果有 功功率的值變化大于第S闊值，則在當(dāng)前時(shí)刻中斷確定阻抗值。因此考慮到本發(fā)明所述的 認(rèn)識(shí)：僅在有功功率變化小的情況下才能準(zhǔn)確估算阻抗。
[0014] 在本發(fā)明所述方法的另一種設(shè)計(jì)方案中，在該方法中也確定先前時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻 之間的有功功率變化，在步驟C)中根據(jù)預(yù)先確定的關(guān)系確定估算誤差。該關(guān)系根據(jù)所測(cè)量 的有功功率、所測(cè)量的有功功率值變化和所測(cè)量的無(wú)功功率值變化說明估算誤差。在此可 W針對(duì)示例電力網(wǎng)通過將使用W上運(yùn)算法則估算的阻抗值與實(shí)際出現(xiàn)的阻抗值進(jìn)行比較 的方式確定關(guān)系。為了確定實(shí)際阻抗值，可W使用本身已知的方法模擬電力網(wǎng)，或者電力網(wǎng) 可W是一個(gè)真實(shí)的電力網(wǎng)。例如可W用一個(gè)或多個(gè)表格的形式存放關(guān)系。例如在詳細(xì)說明 中可示例性地找到關(guān)系的圖形圖。
[0015] 在本發(fā)明所述方法的另一種方案中，在步驟C)中根據(jù)W下方程式的一個(gè)或者多 個(gè)通過在包括當(dāng)前時(shí)刻和先前一個(gè)或多個(gè)時(shí)刻的若干時(shí)刻所測(cè)量的電壓、所測(cè)量的有功功 率和所測(cè)量的無(wú)功功率估算阻抗值，運(yùn)些方程式是步驟C)中的運(yùn)算法則的方案：
[0016]
[0017] 其中是估算的阻抗值；
[001引其中U2是在若干時(shí)刻中的某個(gè)時(shí)刻在連接點(diǎn)上的所測(cè)量的電壓，Q2是所測(cè)量的無(wú) 功功率，P2是所測(cè)量的有功功率；
[0019] 其中Ui或Q1或P1是在測(cè)量電壓U2、無(wú)功功率Q2和有功功率P2的時(shí)刻之前的時(shí)刻 在連接點(diǎn)上的所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的無(wú)功功率或所測(cè)量的有功功率。
[0020] 可本身已知的方式基于均方差最小化解算W上方程組。在一種簡(jiǎn)單的方案 中，如果僅僅考慮當(dāng)前時(shí)刻和先前時(shí)刻的值，則方程組僅僅包括一個(gè)方程式。
[0021] 在另一種方案中，在上次執(zhí)行步驟d)的時(shí)刻W來(lái)的時(shí)段超過預(yù)先確定的闊值的 情況下改變發(fā)電機(jī)組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，使得在連接點(diǎn)處的電壓和/或無(wú)功功率改變。參 數(shù)改變?cè)诖艘饒?zhí)行本發(fā)明所述方法的W上步驟a)至d)。W運(yùn)種方式實(shí)現(xiàn)，通過主動(dòng)激勵(lì) 發(fā)電機(jī)組的方式改變運(yùn)行參數(shù)，運(yùn)可w導(dǎo)致重新估算阻抗值。在此，優(yōu)選地設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)組的 參數(shù)變化，使得連接點(diǎn)處的有功功率保持不變。W運(yùn)種方式考慮到，在有功功率基本上不變 的情況下，上述估算誤差變小，運(yùn)導(dǎo)致重新確定阻抗值。
[0022] 在另一種設(shè)計(jì)方案中，在所測(cè)量的電壓值變化大于比第一闊值大的第四闊值、并 且/或者所測(cè)量的無(wú)功功率值變化大于比第二闊值大的第五闊值、并且所測(cè)量的電壓值 變化和所測(cè)量的無(wú)功功率值變化不滿足第二標(biāo)準(zhǔn)的情況下，改變發(fā)電機(jī)組的一個(gè)或多個(gè)參 數(shù)，使得連接點(diǎn)上的電壓和/或者無(wú)功功率改變。參數(shù)改變?cè)诖艘饒?zhí)行本發(fā)明所述方法 的W上步驟a)至d)。因此考慮W下事實(shí)：在電力網(wǎng)中出現(xiàn)較大的事件時(shí)改變電網(wǎng)的阻抗， 使得應(yīng)該引起重新計(jì)算阻抗。在此優(yōu)選地設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)組的參數(shù)變化，使得連接點(diǎn)上的有功 功率保持不變，使得變化實(shí)際上也導(dǎo)致重新確定阻抗。
[0023] 在一種優(yōu)選方案中，在風(fēng)力滿輪機(jī)或者多個(gè)風(fēng)力滿輪機(jī)構(gòu)成的風(fēng)電場(chǎng)形式的發(fā)電 機(jī)組所連接的電力網(wǎng)中使用本發(fā)明所述的方法。盡管如此，必要時(shí)也可W將該方法用于其 它發(fā)電機(jī)組。
[0024] 除了上述方法之外，本發(fā)明還設(shè)及一種發(fā)電機(jī)組，其中設(shè)計(jì)所述發(fā)電機(jī)組，使其在 電力網(wǎng)的連接點(diǎn)處并網(wǎng)時(shí)執(zhí)行本發(fā)明所述的方法或者本發(fā)明所述方法的一種或多種優(yōu)選 方案。于是發(fā)電機(jī)組的相應(yīng)控制單元能夠直接處理所確定的阻抗值，W便將發(fā)電機(jī)組的運(yùn) 行合適地適配于電力網(wǎng)。
[0025] 此外，本發(fā)明還設(shè)及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品具有保