逆变器控制模式及参数的辨识方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开一种逆变器控制模式及参数的辨识方法、系统、设备及介质，涉及逆变器参数辨识技术领域。该方法包括：获取光伏逆变器在不同控制环节的量测数据；所述控制环节包括：故障穿越环节、故障穿越恢复环节、电流限制环节和稳态控制环节；根据所述量测数据，辨识所述光伏逆变器在不同控制环节的控制模式及参数，得到辨识结果；所述辨识结果用于对所述光伏逆变器进行建模与仿真分析，以确定所述光伏逆变器的运行特性。本发明专利技术能够考虑不同控制模式对逆变器参数辨识和控制器特性分析的影响，有效对光伏逆变器不同控制环节的控制模式及相关参数进行辨识，为光伏逆变器建模与电力系统仿真分析提供模型基础。真分析提供模型基础。真分析提供模型基础。

【技术实现步骤摘要】
逆变器控制模式及参数的辨识方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及逆变器参数辨识
，特别是涉及一种逆变器控制模式及参数的辨识方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]近年来，以光伏为代表的可再生能源在电力系统中占比逐渐增加。截至2021年底，中国光伏发电装机达到3.06亿千瓦，占全国发电装机总量13.8％。由于目前光伏电站多存在缺乏对系统的支撑能力、稳定性差等问题，给以新能源为主体的新型电力系统带来安全稳定方面的一系列挑战。光伏逆变器是光伏发电系统的核心装置之一，明确逆变器控制模型和参数是光伏电站建模分析及电力系统仿真分析的基础。而光伏逆变器的多个控制环节均可采用多种控制模式，不同厂家、不同型号的逆变器采用的控制模式存在不同，对光伏逆变器建模以及光伏逆变器特性分析带来很大困扰。为此，亟需研究光伏逆变器的控制模式及参数辨识方法，为新能源电力系统的建模与仿真提供遵循。
[0003]现有的光伏逆变器参数辨识方法多集中于在已知控制模式的情况下对光伏逆变器的控制参数进行辨识，然而逆变器的控制模式与控制参数均会直接影响光伏逆变器的特性。现有光伏逆变器参数辨识方法未考虑到控制模式的影响，忽略了不同控制模式对参数辨识和控制器特性分析的重要影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种逆变器控制模式及参数的辨识方法、系统、设备及介质，以考虑不同控制模式对逆变器参数辨识和控制器特性分析的影响，有效对光伏逆变器不同控制环节的控制模式及相关参数进行辨识，为光伏逆变器建模与电力系统仿真分析提供模型基础。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种逆变器控制模式及参数的辨识方法，包括：
[0007]获取光伏逆变器在不同控制环节的量测数据；所述控制环节包括：故障穿越环节、故障穿越恢复环节、电流限制环节和稳态控制环节；所述故障穿越环节的量测数据包括：有功功率、无功功率、有功电流、无功电流和机端电压；所述故障穿越恢复环节的量测数据包括：故障穿越结束时刻和有功电流恢复曲线；所述电流限制环节的量测数据包括：无功电流和总电流；所述稳态控制环节的量测数据包括：场站有功功率指令、场站无功功率指令、逆变器输出有功功率、逆变器输出无功功率、逆变器端电压、功率因数参考值和无功功率参考值；
[0008]根据所述量测数据，辨识所述光伏逆变器在不同控制环节的控制模式及参数，得到辨识结果；所述故障穿越环节的控制模式包括：无附加控制、指定功率控制、指定电流控制和按穿越前电流控制；所述故障穿越恢复环节的控制模式包括：无附加控制、定斜率控制和按惯性常数控制；所述稳态控制环节的控制模式包括：开环控制、PI控制和无功/电压协
调控制；所述电流限制环节的参数包括：总电流上限和无功电流上限；所述辨识结果用于对所述光伏逆变器进行建模与仿真分析，以确定所述光伏逆变器的运行特性。
[0009]可选地，所述辨识结果包括：第一辨识结果、第二辨识结果、第三辨识结果和第四辨识结果；根据所述量测数据，辨识不同控制环节的控制模式及参数，得到辨识结果，具体包括：
[0010]根据所述故障穿越环节的量测数据，采用基于最小二乘的多元线性回归辨识故障穿越环节的控制模式及参数，得到第一辨识结果；
[0011]根据所述故障穿越恢复环节的量测数据，辨识故障穿越恢复环节的控制模式及参数，得到第二辨识结果；
[0012]根据所述电流限制环节的量测数据，辨识电流限制环节的参数，得到第三辨识结果；
[0013]根据所述稳态控制环节的量测数据，采用自适应粒子群算法辨识稳态控制环节的控制模式及参数，得到第四辨识结果。
[0014]一种逆变器控制模式及参数的辨识系统，包括：
[0015]量测数据获取模块，用于获取光伏逆变器在不同控制环节的量测数据；所述控制环节包括：故障穿越环节、故障穿越恢复环节、电流限制环节和稳态控制环节；所述故障穿越环节的量测数据包括：有功功率、无功功率、有功电流、无功电流和机端电压；所述故障穿越恢复环节的量测数据包括：故障穿越结束时刻和有功电流恢复曲线；所述电流限制环节的量测数据包括：无功电流和总电流；所述稳态控制环节的量测数据包括：场站有功功率指令、场站无功功率指令、逆变器输出有功功率、逆变器输出无功功率、逆变器端电压、功率因数参考值和无功功率参考值；
[0016]控制模式及参数辨识模块，用于根据所述量测数据，辨识所述光伏逆变器在不同控制环节的控制模式及参数，得到辨识结果；所述故障穿越环节的控制模式包括：无附加控制、指定功率控制、指定电流控制和按穿越前电流控制；所述故障穿越恢复环节的控制模式包括：无附加控制、定斜率控制和按惯性常数控制；所述稳态控制环节的控制模式包括：开环控制、PI控制和无功/电压协调控制；所述电流限制环节的参数包括：总电流上限和无功电流上限；所述辨识结果用于对所述光伏逆变器进行建模与仿真分析，以确定所述光伏逆变器的运行特性。
[0017]一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的逆变器控制模式及参数的辨识方法。
[0018]一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的逆变器控制模式及参数的辨识方法。
[0019]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0020]本专利技术提供的逆变器控制模式及参数的辨识方法，通过获取光伏逆变器在不同控制环节的量测数据，并根据量测数据辨识光伏逆变器在不同控制环节的控制模式及参数，得到辨识结果，能够在辨识逆变器参数的同时考虑到不同控制模式的影响，并在多种控制模式中确定逆变器多采用的模式，最终获得逆变器故障穿越环节、故障穿越恢复环节、电流限制环节和稳态控制环节的控制模式及参数，从而能够为光伏逆变器以及电力系统的建模与仿真分析提供模型基础，为光伏逆变器以及电力系统的运行特性分析提供数据支持。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术提供的逆变器控制模式及参数的辨识方法的流程图；
[0023]图2为本专利技术提供的光伏逆变器有功功率控制框图；
[0024]图3为本专利技术提供的光伏逆变器无功功率控制框图；
[0025]图4为本专利技术提供的稳态运行与电压穿越状态切换示意图；
[0026]图5为本专利技术提供的低电压穿越有功控制模式及参数辨识的流程图；
[0027]图6为本专利技术提供的低电压穿越无功控制模式及参数辨识的流程图；
[0028]图7为本专利技术提供的包含参数边界值调整的PSO算法流程图；
[0029]图8为本专利技术提供的稳态运行有功控制环节参数辨识的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变器控制模式及参数的辨识方法，其特征在于，包括：获取光伏逆变器在不同控制环节的量测数据；所述控制环节包括：故障穿越环节、故障穿越恢复环节、电流限制环节和稳态控制环节；所述故障穿越环节的量测数据包括：有功功率、无功功率、有功电流、无功电流和机端电压；所述故障穿越恢复环节的量测数据包括：故障穿越结束时刻和有功电流恢复曲线；所述电流限制环节的量测数据包括：无功电流和总电流；所述稳态控制环节的量测数据包括：场站有功功率指令、场站无功功率指令、逆变器输出有功功率、逆变器输出无功功率、逆变器端电压、功率因数参考值和无功功率参考值；根据所述量测数据，辨识所述光伏逆变器在不同控制环节的控制模式及参数，得到辨识结果；所述故障穿越环节的控制模式包括：无附加控制、指定功率控制、指定电流控制和按穿越前电流控制；所述故障穿越恢复环节的控制模式包括：无附加控制、定斜率控制和按惯性常数控制；所述稳态控制环节的控制模式包括：开环控制、PI控制和无功/电压协调控制；所述电流限制环节的参数包括：总电流上限和无功电流上限；所述辨识结果用于对所述光伏逆变器进行建模与仿真分析，以确定所述光伏逆变器的运行特性。2.根据权利要求1所述的逆变器控制模式及参数的辨识方法，其特征在于，所述辨识结果包括：第一辨识结果、第二辨识结果、第三辨识结果和第四辨识结果；根据所述量测数据，辨识不同控制环节的控制模式及参数，得到辨识结果，具体包括：根据所述故障穿越环节的量测数据，采用基于最小二乘的多元线性回归辨识故障穿越环节的控制模式及参数，得到第一辨识结果；根据所述故障穿越恢复环节的量测数据，辨识故障穿越恢复环节的控制模式及参数，得到第二辨识结果；根据所述电流限制环节的量测数据，辨识电流限制环节的参数，得到第三辨识结果；根据所述稳态控制环节的量测数据，采用自适应粒子群算法辨识稳态控制环节的控制模式及参数，得到第四辨识结果。3.根据权利要求2所述的逆变器控制模式及参数的辨识方法，其特征在于，根据所述故障穿越环节的量测数据，采用基于最小二乘的多元线性回归辨识故障穿越环节的控制模式及参数，得到第一辨识结果，具体包括：根据所述故障穿越环节的量测数据和电流限制环节的参数确定可用数据组；所述可用数据组是从所述故障穿越环节的量测数据中去除限流数据后得到的；根据所述可用数据组和指定功率计算公式，采用基于最小二乘的多元线性回归辨识指定功率控制模式下的参数，并根据指定功率控制模式下的参数确定功率计算值与功率量测值的差值，作为第一差值；根据所述可用数据组和指定电流计算公式，采用基于最小二乘的多元线性回归辨识指定电流控制模式下的参数，并根据指定电流控制模式下的参数确定电流计算值与电流量测值的差值，作为第二差值；判断所述第一差值和所述第二差值是否均大于设定误差阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定第一辨识结果中的控制模式为无附加控制；若所述第一判断结果为否，则判断所述第一差值是否小于所述第二差值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则确定第一辨识结果中的控制模式为指定功率控制，第一
辨识结果中的参数为指定功率控制模式下的参数；若所述第二判断结果为否，则确定第一辨识结果中的控制模式为指定电流控制或按穿越前电流控制，第一辨识结果中的参数为指定电流控制模式下的参数或按穿越前电流控制模式下的参数。4.根据权利要求3所述的逆变器控制模式及参数的辨识方法，其特征在于，所述故障穿越环节包括：故障穿越有功控制环节和故障穿越无功控制环节；当处于故障穿越无功控制环节时：若所述第二判断结果为否，则确定第一辨识结果的控制模式为指定电流控制，第一辨识结果的参数为指定电流控制模式下的参数；当处于故障穿越无功控制环节时：若所述第二判断结果为否，则判断所述指定电流控制模式下的参数是否满足设定条件，得到第三判断结果；所述指定电流控制模式下的参数包括：第一故障穿越电流计算系数、第二故障穿越电流计算系数和故障穿越电流设定值；所述设定条件为：所述第一故障穿越电流计算系数与0的差值小于第一设定值，所述第二故障穿越电流计算系数与1的差值小于第二设定值，并且所述故障穿越电流设定值与0的差值小于第三设定值；若所述第三判断结果为是，则确定第一辨识结果中的控制模式为按穿越前电流控制，第一辨识结果中的参数为按穿越前电流控制模式下的参数；若所述第三判断结果为否，则确定第一辨识结果中的控制模式为指定电流控制，第一辨识结果中的参数为指定电流控制模式下的参数。5.根据权利要求2所述的逆变器控制模式及参数的辨识方法，其特征在于，根据所述故障穿越恢复环节的量测数据，辨识故障穿越恢复环节的控制模式及参数，得到第二辨识结果，具体包括：以所述故障穿越结束时刻为起点，将所述有功电流恢复曲线上第一设定时刻至第二设定时刻范围内的所有数据点确定为目标数据组，并将所述有功电流恢复曲线上第一设定时刻的数据点与第二设定时刻的数据点进行连线，得到目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彤，王潇桐，王增平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：