CN112865181B - 基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置 - Google Patents

基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112865181B
CN112865181B CN202110229185.3A CN202110229185A CN112865181B CN 112865181 B CN112865181 B CN 112865181B CN 202110229185 A CN202110229185 A CN 202110229185A CN 112865181 B CN112865181 B CN 112865181B
Authority
CN
China
Prior art keywords
photovoltaic inverter
parameter
coefficient
calculating
identified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110229185.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112865181A (zh
Inventor
吕敬
王潇
王哲
吴林林
刘辉
李蕴红
徐曼
邓晓洋
孙雅旻
孙大卫
苏田宇
杨艳晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
State Grid Corp of China SGCC
North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
State Grid Corp of China SGCC
North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University, State Grid Corp of China SGCC, North China Electric Power Research Institute Co Ltd, Electric Power Research Institute of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN202110229185.3A priority Critical patent/CN112865181B/zh
Publication of CN112865181A publication Critical patent/CN112865181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112865181B publication Critical patent/CN112865181B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置,其中,该参数辨识方法包括:根据光伏逆变器的控制器结构、滤波器结构以及电气参数确定所述光伏逆变器在dq坐标系下的导纳矩阵模型;获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,并对各频率以及对应的所述导纳数据进行精确矢量拟合得到拟合传递函数;根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素进行计算得到待辨识参数的辨识结果。本发明通过阻抗特性实现精确的控制器参数辨识,为光伏逆变器参数辨识提供了一个准确可行的方法,有助于通过光伏逆变器外特性获得准确的控制器参数来帮助分析光伏发电系统并网过程。

Description

基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置
技术领域
本发明涉及光伏发电技术,具体涉及一种基于端口阻抗特性的光伏逆变参数辨识方法及装置。
背景技术
全球能源资源约束和生态环境不断恶化是当今人类社会面临的严峻挑战,以煤炭、石油为主的传统能源发展路径难以为继,能源转型成为必然趋势。以风能、太阳能和水能为主的可再生能源逐步被大规模的开发利用,推动能源向着低碳化、清洁化和智能化的方向不断发展。中国政府相关报告指出:到2050年,中国将会形成以可再生能源为主的能源战略体系,可再生能源比例占能源消费的60%,达到总发电量的85%以上。
目前,随着大规模光伏电站及分布式光伏发电的大量出现,对并网光伏发电系统的研究己受到越来越多的关注。不仅仅是美国、德国、英国等国在此问题上加快了研究的力度,加大了研究的投入,我国及中东地区的一些国家也发现了光伏发电的市场及前景非常广阔。
逆变器作为光伏发电并网系统的关键元件,其性能影响到整个光伏并网系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行。然而出于保密的原因,商家不会完全公开实际的光伏逆变器控制器参数,即存在“灰箱”问题,这给系统建模和分析带来了不便。目前,已有少数文献研究了光伏发电系统的参数辨识问题,但多采用时域辨识方法,仅能对单一参数进行精确辨识,对具有多带宽控制环节的控制系统参数辨识精度不高。此外,由于目前光伏并网的稳定性问题较为突出,工程中体现为存在各种振荡现象,国内外学术界和工业界对此尤为关注。目前主流的稳定性分析方法为基于阻抗的分析方法。光伏逆变器的端口阻抗特性既可通过理论建模得到,也可通过扫频测量得到,这为使用阻抗法分析光伏并网稳定性提供了便利。鉴于此,研究基于端口阻抗特性的光伏逆变器控制器参数辨识方法具有重要的实用价值。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法,包括:
根据光伏逆变器的控制器结构、滤波器结构以及电气参数确定所述光伏逆变器在dq坐标系下的导纳矩阵模型;
获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,并对各频率以及对应的所述导纳数据进行精确矢量拟合得到拟合传递函数;
根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素进行计算得到待辨识参数的辨识结果。
在一实施例中,所述获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,包括:
将设定频率下的q轴小扰动电压做反Park变换,得到三相交流电压扰动信号;
将所述三相交流电压扰动信号输入光伏逆变器交流侧端口,并测量所述交流侧端口在dq坐标系下的d轴电流,并根据所述d轴电流得到所述设定频率下的d轴小扰动电流;
根据所述q轴小扰动电压以及所述d轴小扰动电流计算得到所述设定频率下的导纳数据。
在一实施例中,所述根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素进行计算得到待辨识参数的辨识结果,包括:
计算所述第一行第二列元素对应的第一标准有理分式表达式,其中,所述第一标准有理分式表达式的各项系数中包括光伏逆变器的全部待辨识参数;
计算根据所述拟合传递函数对应的第二标准有理分式表达式,其中,所述第二标准有理分式表达式的各项系数与所述第一标准有理分式表达式的各项系数对应;
根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果。
在一实施例中,所述根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果,包括:
计算所述第一标准有理分式表达式的各项系数与所述第二标准有理分式表达式各项系数的差值;
根据所述差值建立最小二乘列向量;
对所述最小二乘列向量进行最小二乘运算,得到所述待辨识参数的辨识结果。
本发明还提供一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识装置,可用于实现本发明提供的任一基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法的全部步骤,该装置包括:
模型确定模块,用于根据光伏逆变器的控制器结构、滤波器结构以及电气参数确定所述光伏逆变器在dq坐标系下的导纳矩阵模型;
函数拟合模块,用于获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,并对各频率以及对应的所述导纳数据进行精确矢量拟合得到拟合传递函数;
参数辨识模块,用于根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素进行计算得到待辨识参数的辨识结果。
在一实施例中,所述函数拟合模块包括:
电压计算单元,用于将设定频率下的q轴小扰动电压做反Park变换,得到三相交流电压扰动信号;
电流计算单元,用于将所述三相交流电压扰动信号输入光伏逆变器交流侧端口,并测量所述交流侧端口在dq坐标系下的d轴电流,并根据所述d轴电流得到所述设定频率下的d轴小扰动电流;
导纳计算单元,根据所述q轴小扰动电压以及所述d轴小扰动电流计算得到所述设定频率下的导纳数据。
在一实施例中,所述参数辨识模块包括:
第一分式计算单元,用于计算所述第一行第二列元素对应的第一标准有理分式表达式,其中,所述第一标准有理分式表达式的各项系数中包括光伏逆变器的全部待辨识参数;
第二分式计算单元,用于计算根据所述拟合传递函数对应的第二标准有理分式表达式,其中,所述第二标准有理分式表达式的各项系数与所述第一标准有理分式表达式的各项系数对应;
参数计算单元,用于根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果。
在一实施例中,所述参数计算单元包括:
差值计算单元,用于计算所述第一标准有理分式表达式的各项系数与所述第二标准有理分式表达式各项系数的差值;
最小二乘计算单元,用于根据所述差值建立最小二乘列向量;以及
对所述最小二乘列向量进行最小二乘运算,得到所述待辨识参数的辨识结果。
本发明通过建立光伏并网逆变器详细的2×2阻抗模型,解出含全部控制器参数的理论传递函数的有理分式表达形式,并对导纳扫频结果进行精确矢量拟合,得到其拟合传递函数的有理分式表达形式,最终通过最小二乘原理求解控制器参数。通过阻抗特性实现精确的控制器参数辨识,为光伏逆变器参数辨识提供了一个准确可行的方法,有助于通过光伏逆变器外特性获得准确的控制器参数来帮助分析光伏发电系统并网过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例,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。
图1为本发明的基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法的示意图。
图2为一种双闭环光伏并网逆变器的电路结构示意图。
图3为根据本发明一个实施例的辨识结果参数与原始参数所形成阻抗曲线对比。
图4为本发明的基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识装置的示意图。
图5为本发明的另一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识装置的示意图。
图6为本发明的另一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识装置的示意图。
图7为本发明的另一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识装置的示意图。
图8为本发明提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明提供一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法,包括:
步骤S102,根据光伏逆变器的控制器结构、滤波器结构以及电气参数确定所述光伏逆变器在dq坐标系下的导纳矩阵模型。
其中,由于光伏逆变器的电路结构错综复杂,不同的电路结构对应不同的导纳矩阵模型,因此需要先确定光伏逆变器的电路结构,主要是控制器结构和滤波器结构,才能确定与该电路结构对应的导纳矩阵模型。在确定了具体的控制结构和滤波器结构的基础上,理论推导光伏并网逆变器在dq坐标系下的2×2导纳矩阵模型:
Figure BDA0002957916630000051
实际应用中,导纳矩阵模型需要在确定光伏逆变器的电路结构后进行推导确定。如果事先已经推导过与所述光伏逆变器相同的电路结构的导纳模型,也可直接使用,无需再次进行推导。
另外,本发明的目的是辨识光伏逆变器的控制器参数,此处的电气参数指的是出控制器参数之外的其他电路参数。如图2所示的电路结构图,所述电气参数包括:包括额定功率、直流侧电容值、交流侧滤波器参数、直流侧电压、交流电网电压等参数;所述控制器参数包括:电流内环PI控制器参数Kp_i和Ki_i、功率外环PI控制器参数Kp_q和Ki_q、电压外环PI控制器参数Kp_udc和Ki_udc、锁相环PI控制器参数Kp_pll和Ki_pll。
步骤S104,获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,并对各频率以及对应的所述导纳数据进行精确矢量拟合得到拟合传递函数。
其中,获取多个频率下的导纳数据可采用扫频的手段,即测量所述光伏逆变器交流侧端口在多个预设频率下的电压和电流,根据所述电压和电流计算所述光伏逆变器交流侧端口在多个预设频率下的导纳数据。此外,可采用vector-fitting算法对所述导纳数据进行精确矢量拟合,Vector-Fitting算法是通过求解线性最小二乘问题将初始极点集重新定位到更好位置的迭代技术,可用于对状态方程进行拟合。
步骤S106,根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素进行计算得到待辨识参数的辨识结果。
根据所述光伏并网逆变器在dq坐标系下的2×2导纳矩阵模型可知,所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素为Ydq。对于Δii(s)=Yi(s)·Δui(s)所表示的等效导纳模型,当组件i为单端口网络组件时,所述Yi(s)为单一传递函数;当组件i为多端口网络组件时,所述Yi(s)为传递函数矩阵;其中,Δii(s)、Δui(s)分别表示端口电流、电压增量列向量。本发明的Ydq为单一传递函数。
此处选择Ydq而不选择其他元素是因为只有元素Ydq中包含全部的待辨识的控制器参数,而其他元素仅包含部分待辨识的控制器参数。
本实施例提供的基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法通过阻抗特性实现精确的控制器参数辨识,为光伏逆变器参数辨识提供了一个准确可行的方法,有助于通过光伏逆变器外特性获得准确的控制器参数来帮助分析光伏发电系统并网过程。
在一实施例中,所述获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,包括:
将设定频率下的q轴小扰动电压做反Park变换,得到三相交流电压扰动信号;
将所述三相交流电压扰动信号输入光伏逆变器交流侧端口,并测量所述交流侧端口在dq坐标系下的d轴电流,并根据所述d轴电流得到所述设定频率下的d轴小扰动电流;
根据所述q轴小扰动电压以及所述d轴小扰动电流计算得到所述设定频率下的导纳数据。
例如,将频率为ωp时的q轴小扰动电压ΔUq做反Park变换,得到三相交流电压扰动信号,并在光伏并网逆变器交流侧注入该三相交流电压扰动信号;测量三相交流侧端口在dq坐标系下的q轴电流,进一步做FFT分析,得到频率为ωp时的d轴小扰动电流ΔId,根据公式
Ydq=ΔId/ΔUq
计算得到扰动频率为ωp处的Ydq扫频导纳。实际应用中,需要获取多个不同频率值下的q轴小扰动电压和d轴小扰动电流组,得到不同频率值下的多个导纳,以拟合得到拟合传递函数。
在一实施例中,所述步骤S106,根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素进行计算得到待辨识参数的辨识结果,包括:
步骤S1061,计算所述第一行第二列元素对应的第一标准有理分式表达式,其中,所述第一标准有理分式表达式的各项系数中包括光伏逆变器的全部待辨识参数。
具体地,对导纳矩阵模型中的第一行第二列元素Ydq(s)进行含控制器参数的化简运算,确定其实际分子分母阶次,得到Ydq(s)的第一标准有理分式表达式G(s)如下:
Figure BDA0002957916630000071
其中,an=1,G(s)其余各项系数an-1~a0、bm~b0均含有控制器待辨识参数,且均无虚部。
步骤S1062,计算根据所述拟合传递函数对应的第二标准有理分式表达式,其中,所述第二标准有理分式表达式的各项系数与所述第一标准有理分式表达式的各项系数对应。
在本发明中,主要使用Vector-Fitting算法的传统标量方程拟合的功能,其拟合方程形式如下:
Figure BDA0002957916630000072
将扫频所得的各导纳值Yi(sp)及对应的频率sp(sp=jωp[rad/s])作为算法输入参数,设置初始极点为算法默认值,得到拟合结果hdq(s)。其中,一般情况下,G(s)分子阶数低于分母(m<n)时,在采用Vector-Fitting算法前,设置d=0、e=0;若G(s)分子阶数等于分母(m=n),在采用Vector-Fitting算法前,设置d=1、e=0。
得到拟合结果hdq(s)后,进一步化简得到拟合结果的第二标准有理分式表达式H(s)如下:
Figure BDA0002957916630000073
其中a'n=1,a'n-1~a'0、b'm~b'0均为虚部远小于实部的复数,在接下来的最小二乘辨识过程中,忽略a'n-1~a'0、b'm~b'0的虚部,只使用其实部。
步骤S1063,根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果。
在一实施例中,所述步骤S1063,根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果,包括:
计算所述第一标准有理分式表达式的各项系数与所述第二标准有理分式表达式各项系数的差值:
Figure BDA0002957916630000081
根据所述差值建立最小二乘列向量;
对所述最小二乘列向量进行最小二乘运算,得到所述待辨识参数的辨识结果。
其中,各项系数an-1~a0、bm~b0均含有控制器待辨识参数,各项系数a′n~a'0、b'm~b'0均为已知数,由于各项系数an-1~a0、bm~b0与各项系数a′n~a'0、b'm~b'0一一对应,因此可建立一组包含未知控制器参数的方程组,方程组的解即为各个控制器参数的辨识结果。
本发明通过在dq坐标系下建立光伏并网逆变器详细的2×2阻抗模型。然后解出含控制器参数的Ydq理论传递函数的有理分式表达形式G(s);并采用vector-fitting算法对Ydq扫频结果进行精确矢量拟合,得到其拟合传递函数的有理分式表达形式H(s);最后将H(s)和G(s)对应项系数做差,并通过最小二乘原理求解控制器参数。能过通过阻抗特性实现精确的控制器参数辨识,为光伏逆变器参数辨识提供了一个准确可行的方法,有助于通过光伏逆变器外特性获得准确的控制器参数来帮助分析光伏发电系统并网过程。
另外,本发明提供一具体的示例对根据上述方法得到的参数辨识结果作进一步说明。
交流电网电压为560V/50Hz,光伏并网逆变器PCC点电压为560V/50Hz。直流侧电压
Figure BDA0002957916630000082
请参阅图2,本示例采用结构为最为成熟且工程应用最为广泛的UdcQ外环,电流内环的双环控制系统,待辨识参数为电流内环PI控制器参数Kp_i和Ki_i、无功功率外环PI控制器参数Kp_q和Ki_q、电压外环PI控制器参数Kp_udc和Ki_udc、锁相环PI控制器参数Kp_pll和Ki_pll。
根据本发明提供的参数辨识方法,实施例中,将H(s)和G(s)对应项系数做差,并通过最小二乘原理求解控制器参数。得到的参数辨识结果与原始参数如下式所示:
Figure BDA0002957916630000091
其中,左侧为原始参数,右侧为使用本发明的参数辨识方法的辨识结果,并且将参数辨识结果与原始参数带入G(s)中,绘制它们的曲线,如图3所示,将参数辨识结果带入G(s)后得到的结果与将原始参数带入G(s)后得到的结果完全重合,由此证明本发明所提出的参数辨识方法具有高度准确性。
如图4所示,本发明还提供一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识装置,可用于实现本发明提供的任一基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法的全部步骤,该装置包括:
模型确定模块41,用于根据光伏逆变器的控制器结构、滤波器结构以及电气参数确定所述光伏逆变器在dq坐标系下的导纳矩阵模型;
函数拟合模块42,用于获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,并对各频率以及对应的所述导纳数据进行精确矢量拟合得到拟合传递函数;
参数辨识模块43,用于根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素进行计算得到待辨识参数的辨识结果。
在一实施例中,如图5所示,所述函数拟合模块42包括:
电压计算单元421,用于将设定频率下的q轴小扰动电压做反Park变换,得到三相交流电压扰动信号;
电流计算单元422,用于将所述三相交流电压扰动信号输入光伏逆变器交流侧端口,并测量所述交流侧端口在dq坐标系下的d轴电流,并根据所述d轴电流得到所述设定频率下的d轴小扰动电流;
导纳计算单元423,根据所述q轴小扰动电压以及所述d轴小扰动电流计算得到所述设定频率下的导纳数据。
在一实施例中,如图6所示,所述参数辨识模块43包括:
第一分式计算单元431,用于计算所述第一行第二列元素对应的第一标准有理分式表达式,其中,所述第一标准有理分式表达式的各项系数中包括光伏逆变器的全部待辨识参数;
第二分式计算单元432,用于计算根据所述拟合传递函数对应的第二标准有理分式表达式,其中,所述第二标准有理分式表达式的各项系数与所述第一标准有理分式表达式的各项系数对应;
参数计算单元433,用于根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果。
在一实施例中,如图7所示,所述参数计算单元433包括:
差值计算单元4331,用于计算所述第一标准有理分式表达式的各项系数与所述第二标准有理分式表达式各项系数的差值;
最小二乘计算单元4332,用于根据所述差值建立最小二乘列向量;以及
对所述最小二乘列向量进行最小二乘运算,得到所述待辨识参数的辨识结果。
本发明通过建立光伏并网逆变器详细的2×2阻抗模型,解出含全部控制器参数的理论传递函数的有理分式表达形式,并对导纳扫频结果进行精确矢量拟合,得到其拟合传递函数的有理分式表达形式,最终通过最小二乘原理求解控制器参数。通过阻抗特性实现精确的控制器参数辨识,为光伏逆变器参数辨识提供了一个准确可行的方法,有助于通过光伏逆变器外特性获得准确的控制器参数来帮助分析光伏发电系统并网过程。
本发明还提供一种电子设备,包括本发明包括上述实施例中的任一基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识装置,如图8所示,所述电子设备800具体包括:
中央处理器(processor)810、存储器(memory)820、通信模块(Communications)830、输入单元840、输出单元850以及电源860。
其中,所述存储器(memory)820、通信模块(Communications)830、输入单元840、输出单元850以及电源860分别与所述中央处理器(processor)810相连接。所述中央处理器810可调用所述存储器820中存储的计算机程序,所述中央处理器810执行所述计算机程序时实现上述实施例中的接口自动化契约测试方法中的全部步骤。
本发明还提供一种计算机存储介质,用于存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本发明的任一基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法。
本领域技术人员应明白,本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。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说明书实施例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。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。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已,并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说,本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法,其特征在于,包括:
根据光伏逆变器的控制器结构、滤波器结构以及电气参数确定所述光伏逆变器在dq坐标系下的导纳矩阵模型;
获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,并对各频率以及对应的所述导纳数据进行精确矢量拟合得到拟合传递函数;
根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素Ydq进行计算得到待辨识参数的辨识结果;
所述根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素Ydq进行计算得到待辨识参数的辨识结果,包括:
计算所述第一行第二列元素对应的第一标准有理分式表达式:
Figure FDA0003687755070000011
其中,an=1,G(s)其余各项系数an-1~a0、bm~b0均含有控制器待辨识参数,且均无虚部;所述第一标准有理分式表达式的各项系数中包括光伏逆变器的全部待辨识参数;
计算根据所述拟合传递函数对应的第二标准有理分式表达式:
Figure FDA0003687755070000012
其中a'n=1,a'n-1~a'0、b'm~b'0均为虚部远小于实部的复数,在接下来的最小二乘辨识过程中,忽略a'n-1~a'0、b'm~b'0的虚部,只使用其实部;所述第二标准有理分式表达式的各项系数与所述第一标准有理分式表达式的各项系数对应;
根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果;
所述根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果,包括:
计算所述第一标准有理分式表达式的各项系数与所述第二标准有理分式表达式各项系数的差值;
根据所述差值建立最小二乘列向量;
对所述最小二乘列向量进行最小二乘运算,得到所述待辨识参数的辨识结果。
2.根据权利要求1所述的参数辨识方法,其特征在于,所述获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,包括:
将设定频率下的q轴小扰动电压做反Park变换,得到三相交流电压扰动信号;
将所述三相交流电压扰动信号输入光伏逆变器交流侧端口,并测量所述交流侧端口在dq坐标系下的d轴电流,并根据所述d轴电流得到所述设定频率下的d轴小扰动电流;
根据所述q轴小扰动电压以及所述d轴小扰动电流计算得到所述设定频率下的导纳数据。
3.一种基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识装置,其特征在于,包括:
模型确定模块,用于根据光伏逆变器的控制器结构、滤波器结构以及电气参数确定所述光伏逆变器在dq坐标系下的导纳矩阵模型;
函数拟合模块,用于获取光伏逆变器交流侧端口在多个频率下的导纳数据,并对各频率以及对应的所述导纳数据进行精确矢量拟合得到拟合传递函数;
参数辨识模块,用于根据所述拟合传递函数对所述导纳矩阵模型的第一行第二列元素Ydq进行计算得到待辨识参数的辨识结果;
所述参数辨识模块包括:
第一分式计算单元,用于计算所述第一行第二列元素Ydq对应的第一标准有理分式表达式:
Figure FDA0003687755070000021
其中,an=1,G(s)其余各项系数an-1~a0、bm~b0均含有控制器待辨识参数,且均无虚部;所述第一标准有理分式表达式的各项系数中包括光伏逆变器的全部待辨识参数;
第二分式计算单元,用于计算根据所述拟合传递函数对应的第二标准有理分式表达式:
Figure FDA0003687755070000031
其中a'n=1,a'n-1~a'0、b'm~b'0均为虚部远小于实部的复数,在接下来的最小二乘辨识过程中,忽略a'n-1~a'0、b'm~b'0的虚部,只使用其实部;所述第二标准有理分式表达式的各项系数与所述第一标准有理分式表达式的各项系数对应;
参数计算单元,用于根据所述第二标准有理分式表达式的各项系数对所述第一标准有理分式表达式的各项系数进行计算得到所述待辨识参数的辨识结果;
所述参数计算单元包括:
差值计算单元,用于计算所述第一标准有理分式表达式的各项系数与所述第二标准有理分式表达式各项系数的差值;
最小二乘计算单元,用于根据所述差值建立最小二乘列向量;以及
对所述最小二乘列向量进行最小二乘运算,得到所述待辨识参数的辨识结果。
4.根据权利要求3所述的参数辨识装置,其特征在于,所述函数拟合模块包括:
电压计算单元,用于将设定频率下的q轴小扰动电压做反Park变换,得到三相交流电压扰动信号;
电流计算单元,用于将所述三相交流电压扰动信号输入光伏逆变器交流侧端口,并测量所述交流侧端口在dq坐标系下的d轴电流,并根据所述d轴电流得到所述设定频率下的d轴小扰动电流;
导纳计算单元,根据所述q轴小扰动电压以及所述d轴小扰动电流计算得到所述设定频率下的导纳数据。
5.一种电子设备,包括:中央处理器、存储器、通信模块,所述中央处理器可调用所述存储器中存储的计算机程序,其特征在于,所述中央处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-2中任一项所述的基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法。
6.一种计算机存储介质,用于存储计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一项所述的基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法。
CN202110229185.3A 2021-03-02 2021-03-02 基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置 Active CN112865181B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110229185.3A CN112865181B (zh) 2021-03-02 2021-03-02 基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110229185.3A CN112865181B (zh) 2021-03-02 2021-03-02 基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112865181A CN112865181A (zh) 2021-05-28
CN112865181B true CN112865181B (zh) 2022-07-29

Family

ID=75990963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110229185.3A Active CN112865181B (zh) 2021-03-02 2021-03-02 基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112865181B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113690933B (zh) * 2021-08-06 2022-11-29 合肥工业大学 并网逆变器锁相环参数辨识方法
CN115343570B (zh) * 2022-07-21 2023-05-23 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种电网阻抗在线辨识方法及装置
CN115249980B (zh) * 2022-08-18 2024-04-19 上海交通大学 数据和知识联合驱动的新能源场站阻抗辨识方法及系统
CN116305805B (zh) * 2023-01-31 2023-12-19 四川大学 消除大规模换流器稳定性降阶分析误差的模型构建方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2538547A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-26 Baumüller Nürnberg GmbH Vorrichtung und Verfahren zur geberlosen Identifikation mechanischer Kenngrößen eines Linear-Asynchronmotors
CN103208815A (zh) * 2013-04-02 2013-07-17 清华大学 光伏发电系统并网逆变器的d-q轴参数辨识方法
CN106953317A (zh) * 2017-03-15 2017-07-14 清华大学 电力设备的次/超同步耦合阻抗(导纳)模型的辨识方法
CN109254204A (zh) * 2018-09-30 2019-01-22 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 基于pmu数据的输电网三相电路参数辨识方法及装置
CN112165115A (zh) * 2020-09-16 2021-01-01 上海交通大学 一种直驱风电机组灰箱模型的参数辨识方法及装置
CN112421683A (zh) * 2021-01-22 2021-02-26 中国电力科学研究院有限公司 一种并网逆变器的多回路控制参数辨识方法及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2538547A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-26 Baumüller Nürnberg GmbH Vorrichtung und Verfahren zur geberlosen Identifikation mechanischer Kenngrößen eines Linear-Asynchronmotors
CN103208815A (zh) * 2013-04-02 2013-07-17 清华大学 光伏发电系统并网逆变器的d-q轴参数辨识方法
CN106953317A (zh) * 2017-03-15 2017-07-14 清华大学 电力设备的次/超同步耦合阻抗(导纳)模型的辨识方法
CN109254204A (zh) * 2018-09-30 2019-01-22 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 基于pmu数据的输电网三相电路参数辨识方法及装置
CN112165115A (zh) * 2020-09-16 2021-01-01 上海交通大学 一种直驱风电机组灰箱模型的参数辨识方法及装置
CN112421683A (zh) * 2021-01-22 2021-02-26 中国电力科学研究院有限公司 一种并网逆变器的多回路控制参数辨识方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Robust Circuit and Controller Parameters Identification Method of Grid-Connected Voltage Source Converters Using Vector Fitting Algorithm;Weihua Zhou 等;《IEEE JOURNAL OF EMERGING AND SELECTED TOPICS IN POWER ELECTRONICS》;20210216;第1-14页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112865181A (zh) 2021-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112865181B (zh) 基于端口阻抗特性的光伏逆变器参数辨识方法及装置
CN108667048B (zh) 新能源并网系统振荡稳定性的频域判稳方法及装置
CN107453357B (zh) 一种基于分层求解的配电网状态估计方法
CN109802406B (zh) 一种分析柔性直流输电接入系统谐振稳定性的方法
US8849614B2 (en) System and method for monitoring and managing three-phase power flows in electrical transmission and distribution networks
CN109167380B (zh) 一种接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法
CN103401238B (zh) 一种基于总体测辨法的电力负荷建模方法
CN108155643B (zh) 一种基于滑模观测器的单相电网电压参数的鲁棒估计方法
CN106548410B (zh) 一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法
CN111541246B (zh) 一种电力系统交直流潮流的全纯嵌入计算方法
CN106786608B (zh) 一种适用于分布式电源接入的不确定谐波潮流计算方法
CN103872678A (zh) 一种基于变电站量测的负荷模型辨识方法
CN114935692B (zh) 一种变换器阻抗测量方法和装置
CN111355241A (zh) 基于潮流可行域的交直流混合微网下垂系数选取方法
CN112615393A (zh) 基于矢量拟合的直驱风电机组控制器参数辨识方法及装置
CN109830987B (zh) 计及分布式光伏随机性的主动配电网概率稳定性分析方法
CN107947199B (zh) 基于优化模型的电力系统热稳定安全域边界的搜索方法
CN115065053A (zh) 基于源荷等效导纳的台区谐波责任定性评估方法及系统
CN111327048A (zh) 一种含三端snop的配电网鲁棒运行优化方法
CN113078670A (zh) 混合级联直流输电作用下受端电网谐振稳定性的评估方法
CN114626959B (zh) 考虑多源量测的配电网二阶锥规划鲁棒状态估计方法
CN105048445B (zh) 计及多类型分布式电源的主动配电网三相状态估计方法
CN115792329A (zh) 基于快速幅值估计的并网逆变器电压跌落检测方法及系统
Wu et al. Research on improvement of line loss algorithm based on three-phase unbalance degree
CN114465280A (zh) 一种新能源并网系统动态等效建模方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant