【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源发电，具体为含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法。
技术介绍
1、分布式新能源在配电网中的渗透率不断提高，其低惯量、弱阻尼及高频开关特性将破坏配电网的稳定性，容易引发宽频带振荡问题，针对该问题目前常见的研究思路为建立配电网系统的频域阻抗模型，基于阻抗模型与稳定性判据进行稳定性分析与在线评估，然而，该研究思路存在由于商业机密等原因，制造厂商通常不会提供配电网中电力电子装备完整的控制结构及参数，造成电力电子装备黑箱化，难以实现宽频带、精细化阻抗建模，且阻抗模型的建立基于某一稳态工作点，不同运行方式下配电网阻抗变化范围较大，通过机理建模或阻抗测量无法获得理想的全工况阻抗模型。
2、为解决黑箱化建模难题，已有文献利用阻抗辨识的方法获得单台并网逆变器的阻抗模型：通过向并网逆变器注入扰动信号，采集并网逆变器响应数据后利用辨识算法或拟合技术辨识得到dq坐标系下的阻抗模型，上述方法可获得较为精确的并网逆变器黑箱阻抗模型，但缺乏考虑并网逆变器序阻抗的频率耦合特性，且难以获得并网逆变器的全工况阻抗特性，另一方面，为获得并网逆变器的多工况阻抗模型，已有文献利用神经网络、数据驱动等人工智能算法对多工况阻抗进行辨识，然而，该方法通常需要大量的阻抗测量数据作为训练样本，且算法较为复杂。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的配电网频率耦合导纳辨识方法存在难以实现宽频带，阻抗建模粗糙，以及如何获得理
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，包括对配电网中电力电子装备的宽频带频率耦合导纳进行在线测量；通过矢量匹配法对导纳元素进行拟合辨识；建立基于多中心模型结构的电力电子装备全工况频率耦合导纳模型。
4、作为本专利技术所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的一种优选方案，其中：所述在线测量包括导纳测量模型，在不同的频率点f对电力电子设备进行宽频带导纳测量，记录下每个频率点的导纳值，在不同频率f下测量得到的导纳表示为：
5、
6、其中，kn为实际测量数据系数，αn为与kn配对的极点参数。
7、作为本专利技术所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的一种优选方案，其中：所述在线测量还包括将频率为fp或fp1的小扰动电压串联注入至电力电子装备的外部端口处，分别提取端口输出电压va、vb、vc和输出电流ia、ib、ic中扰动频率fp和耦合频率fp1的响应或扰动频率fp1和耦合频率fp的响应，频率耦合导纳中元素表示为：
8、
9、其中，y11、y12、y21、y22为被测电力电子装备频率耦合导纳的四个元素，ip、ip1分别为电力电子装备输出端口处频率为fp和fp1的电流分量，vp、vp1分别为电力电子装备输出端口处频率为fp和fp1的电压分量，fp为正序频率，fp1为负序频率，正序频率fp和负序频率fp1关系为fp1＝fp-2f1，f1为基波频率，通过扫频法逐点测量出电力电子装备的宽频带频率耦合导纳数据。
10、作为本专利技术所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的一种优选方案，其中：所述拟合辨识包括通过拉普拉斯变换s域中的拟合模型，处理收集的导纳测量数据，确定拟合模型参数，拟合后的导纳模型表示为：
11、
12、其中，rm、λm分别为拟合模型的留数和极点，表示导纳在s域的行为。
13、作为本专利技术所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的一种优选方案，其中：所述拟合辨识还包括基于测量得到的r组工况下电力电子装备宽频带频率耦合导纳数据，通过矢量匹配法对导纳元素进行拟合辨识，获得s域中的导纳模型第k组工况的导纳辨识结果表示为：
14、
15、其中，yk_11(s)、yk_12(s)、yk_21(s)、yk_22(s)为第k组工况下辨识得到的电力电子装备中四个导纳元素的模型，nij为导纳yk_ij(s)模型的阶数，rn_ij为导纳模型的留数，λn_ij为留数的极点，dij为有理数，i，j＝1，2。
16、作为本专利技术所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的一种优选方案，其中：所述全工况频率耦合导纳模型包括综合不同工况下的导纳模型，在工况系数和拉普拉斯变换系数下的全工况导纳模型表示为：
17、
18、其中，ωi(u)为权重函数，yf，i(s)为针对特定工况i的拟合导纳模型。
19、作为本专利技术所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的一种优选方案，其中：所述全工况频率耦合导纳模型还包括基于辨识得到的r组工况下电力电子装备频率耦合导纳模型，基于多中心模型结构的电力电子装备全工况频率耦合导纳模型表示为：
20、
21、其中，yall_11、yall_12、tall_21、tall_22为电力电子装备全工况导纳模型的四个元素，w为权重函数，u为工况系数。
22、本专利技术的另外一个目的是提供一种含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识系统，其能通过在线测量模块在线测量配电网中电力电子装备的宽频带频率耦合导纳，解决了目前的电力电子装备的黑箱化和控制结构及参数的保密难以进行详细的阻抗建模的问题。
23、作为本专利技术所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识系统的一种优选方案，其中：包括在线测量模块、拟合辨识模块、模型构建模块；所述在线测量模块用于对配电网中电力电子装备的宽频带频率耦合导纳进行在线测量；所述拟合辨识模块用于通过矢量匹配法对导纳元素进行拟合辨识，获得s域的导纳模型；所述模型构建模块用于建立基于多中心模型结构的电力电子装备全工况频率耦合导纳模型。
24、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序是实现含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的步骤。
25、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，所述计算机程序被处理器执行时实现含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的步骤。
26、本专利技术的有益效果：本专利技术提供的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法通过在配电网中注入干扰电压，实现对新能源设备响应的精确测量，增强了系统稳定性分析的精确度，提高了配电网的可靠性，通过数据分析，精确识别导纳元素，形成s域导纳模型，提升电网设计和优化的效率，整合系统参数和等效电路，获得配电网导纳模型，增强电网对新能源的适应性和稳定性，本专利技术在精确度、可靠性和稳定性方面都取得更加良好的效果。
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1.含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述在线测量包括导纳测量模型，在不同的频率点f对电力电子设备进行宽频带导纳测量，记录下每个频率点的导纳值，在不同频率f下测量得到的导纳表示为：
3.如权利要求2所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述在线测量还包括将频率为fp或fp1的小扰动电压串联注入至电力电子装备的外部端口处，分别提取端口输出电压va、vb、vc和输出电流ia、ib、ic中扰动频率fp和耦合频率fp1的响应或扰动频率fp1和耦合频率fp的响应，频率耦合导纳中元素表示为：
4.如权利要求3所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述拟合辨识包括通过拉普拉斯变换s域中的拟合模型，处理收集的导纳测量数据，确定拟合模型参数，拟合后的导纳模型表示为：
5.如权利要求4所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述拟合辨识还包括基于测量得到的r组工况下电力电子装备
6.如权利要求5所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述全工况频率耦合导纳模型包括综合不同工况下的导纳模型，在工况系数和拉普拉斯变换系数下的全工况导纳模型表示为：
7.如权利要求6所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述全工况频率耦合导纳模型还包括基于辨识得到的r组工况下电力电子装备频率耦合导纳模型，基于多中心模型结构的电力电子装备全工况频率耦合导纳模型表示为：
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的系统，其特征在于：包括在线测量模块、拟合辨识模块、模型构建模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的步骤。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述在线测量包括导纳测量模型，在不同的频率点f对电力电子设备进行宽频带导纳测量，记录下每个频率点的导纳值，在不同频率f下测量得到的导纳表示为：
3.如权利要求2所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述在线测量还包括将频率为fp或fp1的小扰动电压串联注入至电力电子装备的外部端口处，分别提取端口输出电压va、vb、vc和输出电流ia、ib、ic中扰动频率fp和耦合频率fp1的响应或扰动频率fp1和耦合频率fp的响应，频率耦合导纳中元素表示为：
4.如权利要求3所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述拟合辨识包括通过拉普拉斯变换s域中的拟合模型，处理收集的导纳测量数据，确定拟合模型参数，拟合后的导纳模型表示为：
5.如权利要求4所述的含高比例新能源的配电网频率耦合导纳辨识方法，其特征在于：所述拟合辨识还包括基于测量得到的r组工况下电力电子装备宽频带频率耦合导纳数据，通过矢量匹配法对导纳元素进行拟合辨...
【专利技术属性】
技术研发人员：周柯，卓浩泽，金庆忍，陈燕东，帅智康，荣飞，秦丽文，卢柏桦，姚知洋，马伏军，伍文华，谢志为，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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