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龙图腾网获悉国网新疆电力有限公司电力科学研究院;北京交通大学申请的专利风电网宽频带谐波阻抗测试设备及谐波阻抗测试方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115015638B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210122445.1，技术领域涉及：G01R27/02；该发明授权风电网宽频带谐波阻抗测试设备及谐波阻抗测试方法是由于永军;孙冰涵;刘睿;刘秋降;吴命利设计研发完成，并于2022-02-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本风电网宽频带谐波阻抗测试设备及谐波阻抗测试方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种适用于风电网宽频带谐波阻抗测试设备及谐波阻抗测试方法，本发明的风电网宽频带谐波阻抗测试设备采用分层控制策略向风电网发出谐波电压频率范围为100Hz～5000Hz，幅值范围为0～1000V。应用此谐波阻抗测试技术装备向风电网注入幅值和频率可控的谐波，采集公共连接点端口不同频率下的电压响应、电流响应，根据风电网阻抗算法获取风电网的谐波阻抗特性，是风电网系统建设预评估、电力传输线路检测维修的可靠技术。

本发明授权风电网宽频带谐波阻抗测试设备及谐波阻抗测试方法在权利要求书中公布了：1.一种风电网宽频带谐波阻抗测试设备，其特征在于，包括降压变压器TP、谐波源变流器HG、变流器电抗器Lc，其中，降压变压器TP一次侧绕组串入风电网系统取能，降压变压器TP的二次侧主绕组通过变流器电抗器Lc连接谐波源变流器HG，为谐波源变流器HG提供电源电压； 谐波源变流器HG由电力电子开关器件构成，为N个H桥模块三相级联而成，2≤N≤10，N为整数；谐波电流经过变流器电抗器Lc产生谐波电压，谐波阻抗测试设备发出的谐波电压频率范围为100Hz～500Hz，幅值范围为0～1000V； 所述的降压变压器TP的一次侧绕组额定电压按风电网标称电压取值，降压变压器TP的二次侧绕组额定电压取值与谐波源变流器HG相匹配，范围为200V～3000V； 所述的三相级联而成的三相H桥谐波源变流器HG的功率开关器件采用IGBT或IGCT或MOSFET，通过PWM载波移相调制发出幅值和频率可变的谐波电流；所述的测试设备的控制系统采用分层控制策略，包括顶层功率控制、中间层谐波控制、底层均压控制，顶层功率控制从电网吸收有功功率，储存谐波能量；中间层谐波控制的发出三相对称谐波电流；底层均压控制的平衡相间、相内的直流侧电压，其中，谐波源变流器控制过程为： 顶层功率控制，用于平衡自身损耗，在电容中储备能量作为发出谐波的能量来源； 所述的顶层功率控制使得谐波阻抗测试技术的谐波源变流器能够从电网中吸收的基波有功功率，平衡自身损耗，在电容中储备能量作为发出谐波的能量来源；顶层功率控制中谐波源变流器工作在PWM整流模式，各个模块的电容电压稳定在给定值附近，谐波源变流器未向风电网发出谐波电流； 具体地， 谐波源变流器的输入电流Iabc经过dq坐标系变换，得到输入电流d轴分量Id和q轴分量Iq；谐波源变流器的输入电压Uabc经过dq坐标系变换，得到输入电压d轴分量Usd和q轴分量Usq；谐波源变流器一簇的直流侧总电压Udcsum与给定值的误差经PI控制器生成电流环d轴电流的给定Id与的误差经PI控制器的值作为电压外环d轴的输入与Usd和q轴耦合电压叠加作为谐波源d轴有功电压的输出Urd，其中ω是电网电压角频率，由电网电压经过锁相环环节得到；Iq与q轴给定电流的误差经PI控制器的值作为电压外环q轴的输入与Usq和d轴耦合电压叠加作为谐波源q轴电压的输出；Urd和Urq经dq坐标系反变换，再通过均值归算，除以之后得到顶层调制波中间层谐波控制，控制谐波电流产生；所述的中间层谐波控制，指定所要发出谐波的频率和幅值，谐波调制波叠加于总调制波，经过谐波源变流器调制产生所需要频率的三相对称谐波电流，注入到风电网系统中，施加在系统阻抗上，产生谐波电压响应； 具体地， 谐波发生给定信号由h次谐波正弦信号产生，ABC三相谐波发生参考电压互差120°，给定信号分别为sinhωt、sinhωt±2π3；当发出正序谐波扰动时ABC三相依次滞后120°；当发生负序谐波扰动指令时，ABC三相依次超前120°；当发生零序谐波扰动指令时，ABC三相同相位；给定信号乘以对应的幅值|Uaf|、|Ubf|、|Ucf|，再经过均值归算除以单相谐波源变流器直流侧参考电压之后，通过开关控制作为谐波发生给定调制波叠加到总调制波； 通过控制谐波发生给定的频率参数可以动态调节注入公共连接点处的电流信号，进而间接调节系统阻抗的谐波电压响应；中间层谐波控制环节可产生100～5000Hz的谐波电流，可向公共连接点端口注入谐波和间谐波； 底层均压控制，均衡各模块电容电压； 底层控制策略采用调制波微调量叠加法：在每个模块主调制波上叠加微小的相间均压调制波和相内均压调制波，对子模块调制波的相位或幅值进行调整，改变子模块交流侧输出，调整子模块吸收有功能量，均衡子模块电容电压； 谐波源变流器直流侧的有功功率的改变量为： 式中：Pabsorbk为第k个H桥模块吸收的有功功率，W；Plossk为第k个H桥模块损耗的功率，W；Pck为第k个H桥模块工作时的改变量，W； Pabsorbk＝UkIncosθk2 式中：Uk为第k个H桥模的交流侧电压，V；In为H桥的输入电流，A；θk为交流侧电压与输入电流的夹角； 当H桥的输入电流不变时，通过改变直流电容吸收的有功功率即可改变直流侧电容的电压的幅值Uk以及电压和电流的夹角θk，进而可调节子模块的直流侧电压以达到相间、相内均衡； 通过比较某一相直流侧的总电压Udcsum_k与给定值的误差，经PI控制环节，再乘以输入相电流ic的符号，再除以单相谐波源变流器直流侧参考电压得到相间均压调制波当直流侧的总电压低于给定值时，需吸收有功功率，补偿直流侧电压；相反，当直流侧的总电压高于给定值时，需要消耗有功功率，损耗直流侧电压；均压控制的引入，使得谐波源变流器的交流侧输出电压不受直流侧电压的制约，获得纯净的谐波电流； 将顶层功率控制调制波中间层谐波调制波底层相间均压调制波叠加，再叠加相内模块均压调制波作为总调制波ur输出，与三角载波比较，得到H桥IGBT的脉冲开关信号； 谐波源变流器控制过程结束。

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