适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法及装置与流程

1.本技术涉及电力系统分析技术领域，特别涉及一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法及装置。


背景技术：

2.与传统配电网相比，新型配电网存在大量惯性水平低的分布新能源以及多时间尺度交互的分布式电源。而为了便于灵活控制，分布式电源大量采用电力电子装置。随着配电网电力电子化水平的不断提高，各种同构/异构化电力电子设备动态相互交织，从而会引起电力电子设备主导的振荡问题。
3.为解决上述问题，利用阻抗模型在处理大规模分布式新能源系统时具有一定的优势。因此，构建电力电子设备的阻抗模型是分析配电网电力电子主导振荡过程，保障配电网安全稳定运行的基础。
4.然而，相关技术中，电力电子设备存在难以建立准确数学模型的问题，主要两方面的原因：(1)对于电力电子设备的控制结构复杂，其运行方式和参数具有时变性，难以推导出解析形式的阻抗模型；(2)实际系统中，出于商业机密的保护，厂家不愿提供电力电子设备控制系统的详细结构和参数，通常难以直接通过理论推导的方式构建电力电子设备阻抗模型。
5.综上，相关技术中，难以通过实践解析或理论推导的方式得到电力电子设备的阻抗模型，有待改进。


技术实现要素：

6.本技术提供一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法及装置，以解决相关技术中，由于电力电子设备结构复杂、运行方式和参数时变，且控制结构及基本参数难以获取，导致难以通过实践解析或理论推导的方式得到电力电子设备的阻抗模型的技术问题。
7.本技术第一方面实施例提供一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法，包括以下步骤：基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，并将所述电压扰动信号在时刻t
start
注入至配电网中各待测设备的并网点，持续至时刻t
end
；按照预设定采样率，在时刻t1开始采集所述并网点的当前电压信号和当前电流信号，持续至时刻t2，并将所述当前电压信号和所述当前电流信号打上时标；将所述当前电压信号和所述当前电流信号分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，并分别计算所述关注电压信号和所述关注电流信号中所述带时标注的含不同频率分量的相量；以及利用所述关注电压信号和所述关注电流信号中所述带时标注的含不同频率分量的相量，计算所述待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用所述阻抗在线拟合得到所述待测设备的阻抗模型。
8.可选地，在本技术的一个实施例中，所述将所述电压扰动信号注入至配电网待测
设备的并网点，包括：获取配电网待测设备的数量；在所述配电网待测设备的数量为至少两个时，基于时钟信号分别对所述至少两个的配电网待测设备的电压扰动信号打时标，并控制所述至少两个的配电网待测设备将打时标后的所述电压扰动信号同时注入配电网。
9.可选地，在本技术的一个实施例中，所述扰动信号的计算公式为：
[0010][0011]
其中，f
ci
、f
si
分别为在扰动注入点第i组的耦合频率，u
ci
、u
si
分别为扰动幅值，分别为相位。
[0012]
可选地，在本技术的一个实施例中，所述预设滤波器的构建公式为：
[0013][0014]
其中，h
p
为带通滤波单元。
[0015]
可选地，在本技术的一个实施例中，所述阻抗模型为：
[0016][0017]
其中，z为阻抗序列，a0,
…
,an、b0,
…
,bn为多项式系数，s＝jω，j为虚数单位，ω为角频率，f为注入的频率值。
[0018]
本技术第二方面实施例提供一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模装置，包括：注入模块，用于基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，并将所述电压扰动信号在时刻t
start
注入至配电网中各待测设备的并网点，持续至时刻t
end
；采集模块，用于按照预设定采样率，在时刻t1开始采集所述并网点的当前电压信号和当前电流信号，持续至时刻t2，并将所述当前电压信号和所述当前电流信号打上时标；计算模块，用于将所述当前电压信号和所述当前电流信号分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，并分别计算所述关注电压信号和所述关注电流信号中所述带时标注的含不同频率分量的相量；以及建模模块，用于利用所述关注电压信号和所述关注电流信号中所述带时标注的含不同频率分量的相量，计算所述待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用所述阻抗在线拟合得到所述待测设备的阻抗模型。
[0019]
可选地，在本技术的一个实施例中，所述注入模块包括：获取单元，用于获取配电网待测设备的数量；注入单元，用于在所述配电网待测设备的数量为至少两个时，基于时钟信号分别对所述至少两个的配电网待测设备的电压扰动信号打时标，并控制所述至少两个的配电网待测设备将打时标后的所述电压扰动信号同时注入配电网。
[0020]
可选地，在本技术的一个实施例中，所述扰动信号的计算公式为：
[0021][0022]
其中，f
ci
、f
si
分别为在扰动注入点第i组的耦合频率，u
ci
、u
si
分别为扰动幅值，分别为相位。
[0023]
可选地，在本技术的一个实施例中，所述预设滤波器的构建公式为：
[0024][0025]
其中，h
p
为带通滤波单元。
[0026]
可选地，在本技术的一个实施例中，所述阻抗模型为：
[0027][0028]
其中，z为阻抗序列，a0,
…
,an、b0,
…
,bn为多项式系数，s＝jω，j为虚数单位，ω为角频率，f为注入的频率值。
[0029]
本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法。
[0030]
本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法。
[0031]
本技术实施例可以基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，将带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号注入至配电网待测设备的并网点，采集并网点的当前电压信号和当前电流信号，并分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，分别计算关注电压信号和关注电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量，从而计算待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用阻抗拟合得到待测设备的阻抗模型，使得得到的结果能够反映实时运行工况对待测设备阻抗模型的影响，还可以通过在同一时间断面同时构建多个分布式设备的阻抗模型，有效地对配电网振荡风险进行量化评估。由此，解决了相关技术中，由于电力电子设备结构复杂、运行方式和参数时变，且控制结构及基本参数难以获取，导致难以通过实践解析或理论推导的方式得到电力电子设备的阻抗模型的技术问题。
[0032]
本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0033]
本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0034]
图1为根据本技术实施例提供的一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法的流程图；
[0035]
图2为根据本技术一个实施例的扰动信号注入原理示意图；
[0036]
图3为根据本技术一个实施例的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法的流程图；
[0037]
图4为根据本技术一个实施例的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法的原理示意图；
[0038]
图5为根据本技术实施例提供的一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模装置的结构示意图；
[0039]
图6为根据本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0040]
下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0041]
下面参考附图描述本技术实施例的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法及装置。针对上述背景技术中提到的相关技术中，由于电力电子设备结构复杂、运行方式和参数时变，且控制结构及基本参数难以获取，导致难以通过实践解析或理论推导的方式得到电力电子设备的阻抗模型的技术问题，本技术提供了一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法，在该方法中，可以基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，将带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号注入至配电网待测设备的并网点，采集并网点的当前电压信号和当前电流信号，并分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，分别计算关注电压信号和关注电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量，从而计算待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用阻抗拟合得到待测设备的阻抗模型，使得得到的结果能够反映实时运行工况对待测设备阻抗模型的影响，还可以通过在同一时间断面同时构建多个分布式设备的阻抗模型，有效地对配电网振荡风险进行量化评估。由此，解决了相关技术中，由于电力电子设备结构复杂、运行方式和参数时变，且控制结构及基本参数难以获取，导致难以通过实践解析或理论推导的方式得到电力电子设备的阻抗模型的技术问题。
[0042]
具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法的流程示意图。
[0043]
如图1所示，该适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法包括以下步骤：
[0044]
在步骤s101中，基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，并将电压扰动信号在时刻t
start
注入至配电网中各待测设备的并网点，持续至时刻t
end
。
[0045]
可以理解的是，在实验室内基于硬件在环测试平台，利用测辩的方法也可以构建待测设备的阻抗模型，但仅能得到特定运行工况下待测设备的阻抗模型，无法反映实时运行工况对待测设备阻抗模型的影响。
[0046]
在实际执行过程中，本技术实施例可以在基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号之前，利用预先构造的扰动信号得到信号发生源，从而根据构造的扰动信号，实现对不同运行工况下的待测设备的阻抗模型的构建。
[0047]
进一步地，本技术实施例可以按照频率耦合的形式构造扰动信号，其中扰动频率为[f
c1
,f
s1
；f
c2
,f
s2
；
…
,f
ci
,f
si
…
,f
cn
,f
sn
]、扰动幅值为[u
c1
,u
s1
；u
c2
,u
s2
；
…
,u
ci
,u
si
…
,u
cn
,u
sn
]，其中的耦合频率的关系为f
ci
+f
si
＝50hz，其中i表示第i组扰动，n表示注入的扰动数量。
[0048]
作为一种可能实现的方式，本技术实施例中的信号发生源可以按照扰动信号列表给出的形式，产生各频率分量的电压扰动信号δu，并在时刻t
start
注入到配电网待测设备的并网点，持续至时刻t
end
，扰动注入持续时间为δt1，其中，持续时间δt1由时刻t
start
和时刻t
end
得到。
[0049]
如图2所示，本技术实施例中，信号发生源可以在生成扰动电压信号后，使待测设备并网点产生含有耦合频率且幅值较小的电压扰动信号δu，扰动信号会在电力设备端口会激发出电流响应δi。
[0050]
可选地，在本技术的一个实施例中，扰动信号的计算公式为：
[0051][0052]
其中，f
ci
、f
si
分别为在扰动注入点第i组的耦合频率，u
ci
、u
si
分别为扰动幅值，分别为相位。
[0053]
举例而言，本技术实施例可以假设在扰动注入点第i组耦合频率为f
ci
、f
si
，扰动幅值分别为u
ci
、u
si
，相位分别为那么三相电压扰动信号为：
[0054][0055]
在步骤s102中，按照预设定采样率，在时刻t1开始采集并网点的当前电压信号和当前电流信号，持续至时刻t2，并将当前电压信号和当前电流信号打上时标。
[0056]
作为一种可能实现的方式，本技术实施例可以在扰动注入时刻t
start
开始，按照定采样率fs在时刻t1从待测设备并网点实时采集当前电压信号和当前电流信号，持续至时刻t2，持续时间为δt＝δt1+δt2，并将当前电压信号和当前电流信号打上时标，其中，δt2为扰动平息时间，t
start
＜t1＜t
end
且t1＜t2＜t
end
。
[0057]
在步骤s103中，将当前电压信号和当前电流信号分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，并分别计算关注电压信号和关注电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量。
[0058]
在实际执行过程中，本技术实施例可以对采集到的当前电压信号和当前电流信号进行模数转换并执行数字滤波，滤除不关注频段的信号，对滤波后的信号，计算当前电压信号和当前电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量。
[0059]
可选地，在本技术的一个实施例中，预设滤波器的构建公式为：
[0060][0061]
其中，h
p
为带通滤波单元。
[0062]
具体地，本技术实施例可以按照采样率fs以定间隔采样的方式，采集待测设备并网点的当前电压信号和当前电流信号，得到时间序列ui＝[u1,u2,
…
,um]和ii＝[i1,i2,
…
,im]，其中，m为采样点个数。
[0063]
本技术实施例可以根据扰动信号中频率分量的个数2n，共构建2n个滤波器h(z)，每个滤波器由2n-1个带阻滤波单元和1个带通滤波单元级联实现，如下式所示：
[0064][0065]
其中，h
p
表示带通滤波单元，可通过数字滤波器的形式实现，其表示式为：
[0066][0067]
其中，ts＝1/fs为采用间隔；ω
p
＝2πf，f为注入的频率值；a的表达式为：
[0068][0069]
其中，δω
p
＝2πδf，δf为滤波器中心频率与注入频率之间的差值。
[0070]
本技术实施例可以将采集到的电压和电流序列ui和ii，通过上述滤波器，得到滤波后的时间序列u’i
和i’i
，滤波后的电压、电流时间序列u’i
和i’i
进行快速傅里叶变换(fft)得到待测设备并网点电压和电流的相量和其中第i组频率分量的相量分别为和即将当前电压信号和当前电流信号分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，并分别计算关注电压信号和关注电流信号中各频率分量的相量。
[0071]
在步骤s104中，利用关注电压信号和关注电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量，计算待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用阻抗在线拟合得到待测设备的阻抗模型。
[0072]
进一步地，本技术实施例可以根据得到的带时标注的含不同频率分量相量，计算得到对应的阻抗，以第i组频率分量为例，即按照上述方法可以得到待测设备在各频率点下的阻抗序列，继而可以通过参数拟合得到待测设备的阻抗模型。
[0073]
可选地，在本技术的一个实施例中，阻抗模型为：
[0074][0075]
其中，z为阻抗序列，a0,
…
,an、b0,
…
,bn为多项式系数，s＝jω，j为虚数单位，ω为角频率，f为注入的频率值。
[0076]
具体地，本技术实施例得到待测设备在各频率点下的阻抗序列，即z＝[z
c1
,z
s1
；z
c2
,z
s2
；
…
,z
ci
,z
si
…
,z
cn
,z
sn
]，可以通过参数拟合得到待测设备的阻抗模型，即
[0077][0078]
其中，z为阻抗序列，a0,
…
,an、b0,
…
,bn为多项式系数，s＝jω，j为虚数单位，ω为角频率，f为注入的频率值，m＜n。
[0079]
可选地，在本技术的一个实施例中，将电压扰动信号注入至配电网待测设备的并网点，包括：获取配电网待测设备的数量；在配电网待测设备的数量为至少两个时，基于时钟信号分别对至少两个的配电网待测设备的电压扰动信号打时标，并控制至少两个的配电网待测设备将打时标后的电压扰动信号同时注入配电网。
[0080]
可以理解的是，在实验室内基于硬件在环测试平台，利用测辨的方法，构建待测设备的阻抗模型，受限于硬件在环测试平台的计算能力，只能对单台设备进行阻抗建模，无法在同一时间断面同时构建多个分布式设备的阻抗模型，从而不能准确地对配电网振荡风险
进行量化评估。本技术实施例可以获取配电网待测设备的数量，并在配电网中有多个待测设备时，接收如gps(global positioning system，全球定位系统)/北斗系统的时钟信号，并对电压扰动信号和相量计算得到的结果打时标，保证多个设备在同一时刻往电网中注入扰动信号，以及计算得到的相量结果是同一时刻的相量信息。
[0081]
结合图2至图4所示，以一个实施例对本技术实施例的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法的工作原理进行阐述。
[0082]
如图3所示，本技术实施例可以包括以下步骤：
[0083]
步骤s301：构造扰动参数。本技术实施例可以按照频率耦合的形式构造扰动信号，其中扰动频率为[f
c1
,f
s1
；f
c2
,f
s2
；
…
,f
ci
,f
si
…
,f
cn
,f
sn
]、扰动幅值为[u
c1
,u
s1
；u
c2
,u
s2
；
…
,u
ci
,u
si
…
,u
cn
,u
sn
]，其中的耦合频率的关系为f
ci
+f
si
＝50hz，其中i表示第i组扰动，n表示注入的扰动数量。
[0084]
步骤s302：生成电压扰动信号。本技术实施例中的信号发生源可以按照扰动信号列表给出的形式，产生各频率分量的电压扰动信号δu，并注入到配电网待测设备的并网点，扰动注入持续时间为δt1。
[0085]
本技术实施例可以假设在扰动注入点第i组耦合频率为f
ci
、f
si
，扰动幅值分别为u
ci
、u
si
，相位分别为那么三相电压扰动信号为：
[0086][0087]
步骤s303：注入待测设备并网点。本技术实施例可以在扰动注入时刻开始，按照定采样率fs从待测设备并网点实时采集电压、电流信号，持续时间为δt＝δt1+δt2，其中，δt2为扰动平息时间。如图2所示，本技术实施例中，信号发生源可以在生成扰动电压信号后，使待测设备并网点产生含有耦合频率且幅值较小的电压扰动信号δu，扰动信号会在电力设备端口会激发出电流响应δi。
[0088]
步骤s304：提取信号。本技术实施例可以对采集到的电压、电流信号进行模数转换并执行数字滤波，滤除不关注频段的信号。本技术实施例可以按照采样率fs以定间隔采样的方式，采集待测设备并网点的当前电压信号和当前电流信号，得到时间序列ui＝[u1,u2,
…
,um]和ii＝[i1,i2,
…
,im]，其中，m为采样点个数。
[0089]
步骤s305：数字滤波。本技术实施例可以滤波后的信号，计算电压和电流信号中各频率分量的相量。本技术实施例可以根据扰动信号中频率分量的个数2n，共构建2n个滤波器h(z)，每个滤波器由2n-1个带阻滤波单元和1个带通滤波单元级联实现，如下式所示：
[0090][0091]
其中，h
p
表示带通滤波单元，可通过数字滤波器的形式实现，其表示式为：
[0092][0093]
其中，ts＝1/fs为采用间隔；ω
p
＝2πf，f为注入的频率值；a的表达式为：
[0094][0095]
其中，δω
p
＝2πδf，δf为滤波器中心频率与注入频率之间的差值。
[0096]
本技术实施例可以将采集到的电压和电流序列ui和ii，通过上述滤波器，得到滤波后的时间序列u’i
和i’i
，滤波后的电压、电流时间序列u’i
和i’i
进行快速傅里叶变换(fft)得到待测设备并网点电压和电流的相量和其中第i组频率分量的相量分别为和
[0097]
步骤s306：相量计算。本技术实施例可以利用各频率分量的相量信息，计算待测设备(分布式电源)在各频率分量下的阻抗。本技术实施例可以根据得到的各频率分量相量，计算得到对应的阻抗，以第i组频率分量为例，即按照上述方法可以得到待测设备在各频率点下的阻抗序列，继而可以通过参数拟合得到待测设备的阻抗模型。
[0098]
步骤s307：阻抗计算。本技术实施例可以基于待测设备在各频率点下的阻抗序列，即z＝[z
c1
,z
s1
；z
c2
,z
s2
；
…
,z
ci
,z
si
…
,z
cn
,z
sn
]，可以通过参数拟合得到待测设备的阻抗模型，即
[0099][0100]
其中，z为阻抗序列，a0,
…
,an、b0,
…
,bn为多项式系数，s＝jω，j为虚数单位，ω为角频率，f为注入的频率值，m＜n。
[0101]
进一步地，当配电网中有多个待测设备时，则需要获取同一时间断面的阻抗模型，才能进一步分析配电网的振荡风险。为此，本技术实施例可以通过如图4所示结构，实现控制配电网中多个待测设备在同一时刻构建多个待测设备的阻抗模型。
[0102]
如图4所示，本技术实施例应用的结构包括：控制模块、时钟对时模块、扰动参数生成模块、扰动发生模块、电压采集模块、电流采集模块、相量计算模块、阻抗计算模块。
[0103]
其中，控制模块：用于协调多个装置之间协同作业、扰动参数生成及扰动注入开始时间、持续时间、结束时间等。
[0104]
时钟对时模块：用于接收gps/北斗系统的时钟信号，并对扰动发生模块的电压扰动信号和相量计算得到的结果打时标，保证多个设备在同一时刻往电网中注入扰动信号，以及计算得到的相量结果是同一时刻的相量信息。
[0105]
扰动参数生成模块：用于接收到控制模块的指令后，生成扰动信号的参数，如扰动频率、幅值、相位等。
[0106]
扰动发生模块：用于根据扰动参数生成的结果，产生扰动信号，并注入到待测设备并网点，本技术实施例的待测对象是配电网分布式电源，其电压等级相对较低、功率较小，因此扰动发生模块的功率不会太大，容易实现。
[0107]
电压、电流采集模块：采集待测设备并网的电压、电流数据。
[0108]
相量计算模块：根据采集到的电压、电流数据计算相应的相量信息。
[0109]
阻抗计算模块：根据相量信息计算待测设备的阻抗模型。
[0110]
根据本技术实施例提出的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法，可
以基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，将带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号注入至配电网待测设备的并网点，采集并网点的当前电压信号和当前电流信号，并分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，分别计算关注电压信号和关注电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量，从而计算待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用阻抗拟合得到待测设备的阻抗模型，使得得到的结果能够反映实时运行工况对待测设备阻抗模型的影响，还可以通过在同一时间断面同时构建多个分布式设备的阻抗模型，有效地对配电网振荡风险进行量化评估。由此，解决了相关技术中，由于电力电子设备结构复杂、运行方式和参数时变，且控制结构及基本参数难以获取，导致难以通过实践解析或理论推导的方式得到电力电子设备的阻抗模型的技术问题。
[0111]
其次参照附图描述根据本技术实施例提出的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模装置。
[0112]
图5是本技术实施例的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模装置的方框示意图。
[0113]
如图5所示，该适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模装置50包括：注入模块501、采集模块502、计算模块503和建模模块504。
[0114]
具体地，注入模块501，用于基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，并将电压扰动信号在时刻t
start
注入至配电网中各待测设备的并网点，持续至时刻t
end
。
[0115]
采集模块502，用于按照预设定采样率，在时刻t1开始采集并网点的当前电压信号和当前电流信号，持续至时刻t2，并将当前电压信号和当前电流信号打上时标。
[0116]
计算模块503，用于将当前电压信号和当前电流信号分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，并分别计算关注电压信号和关注电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量。
[0117]
建模模块504，用于利用关注电压信号和关注电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量，计算待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用阻抗在线拟合得到待测设备的阻抗模型。
[0118]
可选地，在本技术的一个实施例中，注入模块501包括：获取单元和注入单元。
[0119]
其中，获取单元，用于获取配电网待测设备的数量。
[0120]
注入单元，用于在配电网待测设备的数量为至少两个时，基于时钟信号分别对至少两个的配电网待测设备的电压扰动信号打时标，并控制至少两个的配电网待测设备将打时标后的电压扰动信号同时注入配电网。
[0121]
可选地，在本技术的一个实施例中，扰动信号的计算公式为：
[0122][0123]
其中，f
ci
、f
si
分别为在扰动注入点第i组的耦合频率，u
ci
、u
si
分别为扰动幅值，分别为相位。
[0124]
可选地，在本技术的一个实施例中，预设滤波器的构建公式为：
[0125][0126]
其中，h
p
为带通滤波单元。
[0127]
可选地，在本技术的一个实施例中，阻抗模型为：
[0128][0129]
其中，z为阻抗序列，a0,
…
,an、b0,
…
,bn为多项式系数，s＝jω，j为虚数单位，ω为角频率，f为注入的频率值。
[0130]
需要说明的是，前述对适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法实施例的解释说明也适用于该实施例的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模装置，此处不再赘述。
[0131]
根据本技术实施例提出的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模装置，可以基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，将带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号注入至配电网待测设备的并网点，采集并网点的当前电压信号和当前电流信号，并分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，分别计算关注电压信号和关注电流信号中带时标注的含不同频率分量的相量，从而计算待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用阻抗拟合得到待测设备的阻抗模型，使得得到的结果能够反映实时运行工况对待测设备阻抗模型的影响，还可以通过在同一时间断面同时构建多个分布式设备的阻抗模型，有效地对配电网振荡风险进行量化评估。由此，解决了相关技术中，由于电力电子设备结构复杂、运行方式和参数时变，且控制结构及基本参数难以获取，导致难以通过实践解析或理论推导的方式得到电力电子设备的阻抗模型的技术问题。
[0132]
图6为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
[0133]
存储器601、处理器602及存储在存储器601上并可在处理器602上运行的计算机程序。
[0134]
处理器602执行程序时实现上述实施例中提供的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法。
[0135]
进一步地，电子设备还包括：
[0136]
通信接口603，用于存储器601和处理器602之间的通信。
[0137]
存储器601，用于存放可在处理器602上运行的计算机程序。
[0138]
存储器601可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0139]
如果存储器601、处理器602和通信接口603独立实现，则通信接口603、存储器601和处理器602可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，简称为isa)总线、外部设备互连(peripheral component，简称为pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0140]
可选地，在具体实现上，如果存储器601、处理器602及通信接口603，集成在一块芯
片上实现，则存储器601、处理器602及通信接口603可以通过内部接口完成相互间的通信。
[0141]
处理器602可能是一个中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0142]
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法。
[0143]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0144]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0145]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0146]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或n个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0147]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编
程门阵列(fpga)等。
[0148]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0149]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0150]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法，其特征在于，包括以下步骤：基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，并将所述电压扰动信号在时刻t
start
注入至配电网中各待测设备的并网点，持续至时刻t
end
；按照预设定采样率，在时刻t1开始采集所述并网点的当前电压信号和当前电流信号，持续至时刻t2，并将所述当前电压信号和所述当前电流信号打上时标；将所述当前电压信号和所述当前电流信号分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，并分别计算所述关注电压信号和所述关注电流信号中所述带时标注的含不同频率分量的相量；以及利用所述关注电压信号和所述关注电流信号中所述带时标注的含不同频率分量的相量，计算所述待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用所述阻抗在线拟合得到所述待测设备的阻抗模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述电压扰动信号注入至配电网待测设备的并网点，包括：获取配电网待测设备的数量；在所述配电网待测设备的数量为至少两个时，基于时钟信号分别对所述至少两个的配电网待测设备的电压扰动信号打时标，并控制所述至少两个的配电网待测设备将打时标后的所述电压扰动信号同时注入配电网。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压扰动信号的计算公式为：其中，f
ci
、f
si
分别为在扰动注入点第i组的耦合频率，u
ci
、u
si
分别为扰动幅值，分别为相位。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设滤波器的构建公式为：其中，h
p
为带通滤波单元。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻抗模型为：其中，z为阻抗序列，a0,
…
,a
n
、b0,
…
,b
n
为多项式系数，s＝jω，j为虚数单位，ω为角频率，f为注入的频率值。6.一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模装置，其特征在于，包括：注入模块，用于基于信号发生源生成带时标注的含不同频率分量的电压扰动信号，并将所述电压扰动信号在时刻t
start
注入至配电网中各待测设备的并网点，持续至时刻t
end
；采集模块，用于按照预设定采样率，在时刻t1开始采集所述并网点的当前电压信号和当前电流信号，持续至时刻t2，并将所述当前电压信号和所述当前电流信号打上时标；
计算模块，用于将所述当前电压信号和所述当前电流信号分别输入至预设滤波器，输出关注电压信号和关注电流信号，并分别计算所述关注电压信号和所述关注电流信号中所述带时标注的含不同频率分量的相量；以及建模模块，用于利用所述关注电压信号和所述关注电流信号中所述带时标注的含不同频率分量的相量，计算所述待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用所述阻抗拟合得到所述待测设备的阻抗模型。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述注入模块包括：获取单元，用于获取配电网待测设备的数量；注入单元，用于在所述配电网待测设备的数量为至少两个时，基于时钟信号分别对所述至少两个的配电网待测设备的电压扰动信号打时标，并控制所述至少两个的配电网待测设备将打时标后的所述电压扰动信号同时注入配电网。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述阻抗模型为：其中，z为阻抗序列，a0,
…
,a
n
、b0,
…
,b
n
为多项式系数，s＝jω，j为虚数单位，ω为角频率，f为注入的频率值。9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-5任一项所述的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法。

技术总结
本申请涉及一种适用于配电网分布式电源的在线反向阻抗建模方法及装置，其中，方法包括：基于信号发生源生成带同步时标的各频率分量的电压扰动信号，并注入至配电网待测设备的并网点，同步采集并网点的当前电压信号和当前电流信号，并分别输入至预设滤波器，输出所关注的电压信号和电流信号，并分别计算关注电压信号和关注电流信号中各频率分量的相量信息，从而在线计算待测设备在各频率分量下的阻抗，以利用阻抗拟合得到待测设备的在线阻抗模型。由此，解决了相关技术中，由于电力电子设备结构复杂、运行方式和参数时变，且控制结构及基本参数难以获取，导致难以通过实践解析或理论推导的方式得到电力电子设备的阻抗模型的技术问题。术问题。术问题。


技术研发人员：刘舒 马宁宁 柳劲松 柴玮 雷兴
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/14