计算机辅助确定电力网阻抗的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及计算机辅助确定电力网阻抗的方法W及发电机组和计算机程序产品。
【背景技术】
[0002] 为了适当控制在连接点处与电力网相连的发电机组，通常需要电力网的阻抗作为 参数。从现有技术中已知不同的用于估算该阻抗的方法。按照一种方法所述，对电力网的 电力组件进行计算机辅助建模，并且利用该建模计算电网的特性和尤其是其连接点处的阻 抗。然而运样的方法是复杂的，并且在电力网有所改动的情况下需要连续进行更新。众所 周知，还通过发电机组参数的主动改变来确定电网的特性，然而运所具有的缺点是干扰机 组的正常运行。
【发明内容】
[0003] 因此本发明的任务在于运用计算机辅助方法W简单方式确定电力网的阻抗。
[0004] 通过专利独立权利要求来解决该任务。本发明的改进方案在从属权利要求中进行 定义。
[0005] 本发明所述的方法用于计算机辅助确定电力网或电网的阻抗，其中在相应的相继 的时刻在发电机组连接到电力网的连接点处测量电压、有功功率和无功功率。在此W及在 下文中，所测量的电压始终指的是真实的电压值（电压振幅），也就是不确定所测量的电压 的相位。在本发明所述的方法中，根据W下所述的步骤a)至d)确定电力网的阻抗值。在 运些步骤中通过表达方式"仅在......的情况下"详细说明相应的条件。所指的是仅在条 件存在的情况下才执行相应的步骤，否则就在相应的（当前）时刻中断确定阻抗值。
[0006] 在所述方法的第一步骤a)中，在相应的当前时刻确定先前时刻与当前时刻之间 的所测量的电压值变化W及先前时刻与当前时刻之间的所测量的无功功率值变化是否满 足第一标准。如果所测量的电压值变化大于第一阔值，并且所测量的无功功率值变化大于 第二阔值，则满足第一标准。
[0007] 在步骤b)中仅在所测量的电压和所测量的无功功率的值变化满足第一标准的情 况下才确定所测量的电压和所测量的无功功率的变化是否满足第二标准，其中如果由发电 机组引起所测量的电压和所测量的无功功率的变化，则满足第二标准。在此W及在下文中， 不附加"值"的变化运一概念指的是有符号的、不是按照数值的变化。
[000引在步骤C)中仅在所测量的电压和所测量的无功功率的变化满足第二标准的情况 下，才根据与所测量的电压的相位无关的运算法则估算阻抗值。特别是设计运算法则，使其 对所测量的电压的恒定相位有效。在此，也确定所估算的阻抗值的估算误差。仅在估算误 差小于预先确定的误差阔值的情况下，估算的阻抗值才是所确定的阻抗值，就是说仅在该 情况下通过估算阻抗值更新阻抗值。
[0009] 本发明所述的方法基于W下认识：在发电机组通常所连接的感应电力网中（也就 是具有小的或没有阻抗实部的电力网）出现可W用无需考虑所测量的电压相位的简单运 算法则准确确定阻抗的工作点。发明人在此已认识到，只有当连接点处所测量的电压和无 功功率出现较大变化、并且同时有功功率变化是小的时，才能W充分的精度使用运算法则， 其中通过估算误差间接检查有功功率变化的条件。
[0010] 在一种特别优选的实施方式中，在步骤b)中W简单方式检查第二标准，使得所测 量的电压变化的符号与所测量的无功功率变化的符号进行比较，其中如果两个符号一致， 则满足第二标准。
[0011] 在本发明所述方法的另一种方案中，步骤d)中的预先确定的误差阔值是当前时 刻之前最后执行的步骤d)中确定的估算误差。W运种方式保证，一直只是当阻抗值的估算 误差变得比较小的时候，才将阻抗值更新。
[0012] 优选地，根据（预先确定的）百分比测量精度设定W上定义的第一和第二阔值，使 得保证不由测量误差引起变化。在此，所述第一阔值是大于一的正系数与所测量的电压的 百分比测量精度的乘积，并且/或者第二阔值是大于一的正系数与所测量的功率的百分比 测量精度的乘积。事实证明尤其是值5适合作为正系数。
[0013] 在另一种方案中，还确定先前时刻与当前时刻之间的有功功率变化，其中如果有 功功率的值变化大于第S阔值，则在当前时刻中断确定阻抗值。因此考虑到本发明所述的 认识：仅在有功功率变化小的情况下才能准确估算阻抗。
[0014] 在本发明所述方法的另一种设计方案中，在该方法中也确定先前时刻与当前时刻 之间的有功功率变化，在步骤C)中根据预先确定的关系确定估算误差。该关系根据所测量 的有功功率、所测量的有功功率值变化和所测量的无功功率值变化说明估算误差。在此可 W针对示例电力网通过将使用W上运算法则估算的阻抗值与实际出现的阻抗值进行比较 的方式确定关系。为了确定实际阻抗值，可W使用本身已知的方法模拟电力网，或者电力网 可W是一个真实的电力网。例如可W用一个或多个表格的形式存放关系。例如在详细说明 中可示例性地找到关系的图形图。
[0015] 在本发明所述方法的另一种方案中，在步骤C)中根据W下方程式的一个或者多 个通过在包括当前时刻和先前一个或多个时刻的若干时刻所测量的电压、所测量的有功功 率和所测量的无功功率估算阻抗值，运些方程式是步骤C)中的运算法则的方案：
[0016]
[0017] 其中是估算的阻抗值；
[001引其中U2是在若干时刻中的某个时刻在连接点上的所测量的电压，Q2是所测量的无 功功率，P2是所测量的有功功率；
[0019] 其中Ui或Q1或P1是在测量电压U2、无功功率Q2和有功功率P2的时刻之前的时刻 在连接点上的所测量的电压或所测量的无功功率或所测量的有功功率。
[0020] 可本身已知的方式基于均方差最小化解算W上方程组。在一种简单的方案 中，如果仅仅考虑当前时刻和先前时刻的值，则方程组仅仅包括一个方程式。
[0021] 在另一种方案中，在上次执行步骤d)的时刻W来的时段超过预先确定的阔值的 情况下改变发电机组的一个或多个参数，使得在连接点处的电压和/或无功功率改变。参 数改变在此引起执行本发明所述方法的W上步骤a)至d)。W运种方式实现，通过主动激励 发电机组的方式改变运行参数，运可w导致重新估算阻抗值。在此，优选地设计发电机组的 参数变化，使得连接点处的有功功率保持不变。W运种方式考虑到，在有功功率基本上不变 的情况下，上述估算误差变小，运导致重新确定阻抗值。
[0022] 在另一种设计方案中，在所测量的电压值变化大于比第一阔值大的第四阔值、并 且/或者所测量的无功功率值变化大于比第二阔值大的第五阔值、并且所测量的电压值 变化和所测量的无功功率值变化不满足第二标准的情况下，改变发电机组的一个或多个参 数，使得连接点上的电压和/或者无功功率改变。参数改变在此引起执行本发明所述方法 的W上步骤a)至d)。因此考虑W下事实：在电力网中出现较大的事件时改变电网的阻抗， 使得应该引起重新计算阻抗。在此优选地设计发电机组的参数变化，使得连接点上的有功 功率保持不变，使得变化实际上也导致重新确定阻抗。
[0023] 在一种优选方案中，在风力满轮机或者多个风力满轮机构成的风电场形式的发电 机组所连接的电力网中使用本发明所述的方法。尽管如此，必要时也可W将该方法用于其 它发电机组。
[0024] 除了上述方法之外，本发明还设及一种发电机组，其中设计所述发电机组，使其在 电力网的连接点处并网时执行本发明所述的方法或者本发明所述方法的一种或多种优选 方案。于是发电机组的相应控制单元能够直接处理所确定的阻抗值，W便将发电机组的运 行合适地适配于电力网。
[0025] 此外，本发明还设及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品具有保