CN113794222A - 并网逆变器电流预测方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

并网逆变器电流预测方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种并网逆变器电流预测方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；基于端口电流以及端口电压，并根据并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算并网逆变器的暂态参数，暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；根据暂态参数，计算在参考电压和端口电压不变的情况下，并网逆变器对应的不计衰减电流；根据不计衰减电流以及暂态参数，预测参考电压或端口电压衰减时，并网逆变器的短路冲击电流。采用本申请实施例的方法，能够有效提高并网逆变器的短路冲击电流预测的准确度。

Description

并网逆变器电流预测方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种并网逆变器电流预测方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
如今的电力系统面临着分布式能源广泛接入，以及电气设备大量投入的挑战，因此出现了柔性互联配电网技术，能够利用先进电气装备，例如并网逆变器，以实现两个不同配电台区的合环运行。此项技术在提高分布式能源的消纳率、提升电力系统灵活性等方面具有显著的优势。
为了应对并网逆变器的交流侧短路故障，目前已有较多文献研究了并网逆变器发生短路故障时，产生短路电流的原理和特性，并根据短路电流的特性对并网逆变器短路冲击电流进行预测。然而，并网逆变器发生短路故障时，短路电流不稳定，导致根据短路电流的特性进行并网逆变器的短路冲击电流的预测准确度不高。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高并网逆变器的短路冲击电流的预测准确度的并网逆变器电流预测方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种并网逆变器电流预测方法，所述方法包括：
获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；
基于所述端口电流以及所述端口电压，并根据所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算所述并网逆变器的暂态参数，所述暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；
根据所述暂态参数，计算在所述参考电压和所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流；
根据所述不计衰减电流以及所述暂态参数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流。
在其中一个实施例中，所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压的确定方式，包括：
根据所述并网逆变器的电流环控制器的比例参数和积分参数、所述电流环控制器的参考电流，确定所述电流环控制器的输出电压；
基于所述输出电压、所述并网逆变器的电气角速度和并网电感、所述端口电流以及所述并网逆变器所在电网的电网电势，确定所述电流环控制器的参考电压。
在其中一个实施例中，所述基于所述端口电流以及所述端口电压，并根据所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算所述并网逆变器的暂态参数，包括：
对所述参考电压进行拉氏变换，并基于所述端口电流以及所述端口电压，得到所述并网逆变器的暂态参数。
在其中一个实施例中，所述根据所述暂态参数，计算在所述参考电压和所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流，包括：
根据所述暂态参数、所述端口电流以及所述参考电流，计算在所述参考电压不变的情况下，所述并网逆变器的电流基频分量以及对应的分量参数；
基于所述分量参数、所述参考电压和所述端口电压，计算在所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流。
在其中一个实施例中，所述根据所述暂态参数、所述端口电流以及所述参考电流，计算在所述参考电压不变的情况下，所述并网逆变器的电流基频分量以及对应的分量参数，包括：
在所述参考电压不变的情况下，基于所述暂态参数、以及所述端口电流与所述参考电流之间的电流差值，确定所述并网逆变器的电流基频分量；
根据电流基频分量初值以及所述参考电流，分别确定所述电流基频分量对应的稳态分量和自由分量，所述分量参数包括所述稳态分量和所述自由分量。
在其中一个实施例中，所述基于所述分量参数、所述参考电压和所述端口电压，计算在所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流，包括：
根据所述稳态分量、所述自由分量以及所述参考电压与所述端口电压之间的旋转关系，计算所述电流基频分量的特殊自由分量，所述分量参数包括所述特殊自由分量；
基于所述稳态分量、所述自由分量和所述特殊自由分量，确定在所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流。
在其中一个实施例中，所述根据所述不计衰减电流以及所述暂态参数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流，包括：
根据所述暂态参数，分别计算所述参考电压衰减对应的参考电压衰减函数，以及所述端口电压衰减对应的端口电压衰减函数；
基于所述不计衰减电流、所述参考电压衰减函数和所述端口电压衰减函数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流。
一种并网逆变器电流预测装置，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；
暂态参数计算模块，用于基于所述端口电流以及所述端口电压，并根据所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算所述并网逆变器的暂态参数，所述暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；
不计衰减电流计算模块，用于根据所述暂态参数，计算在所述参考电压和所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流；
短路冲击电流预测模块，用于根据所述不计衰减电流以及所述暂态参数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流。
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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的并网逆变器电流预测方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的并网逆变器电流预测方法的步骤。
上述并网逆变器电流预测方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；基于端口电流以及端口电压，并根据并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算并网逆变器的暂态参数，暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；根据暂态参数，计算在参考电压和端口电压不变的情况下，并网逆变器对应的不计衰减电流；根据不计衰减电流以及暂态参数，预测参考电压或端口电压衰减时，并网逆变器的短路冲击电流。采用上述实施例的方法，通过引入暂态电势和暂态电抗，并先假设参考电压和端口电压不变的情况，再进一步考虑参考电压和端口电压衰减的情况，能够有效提高并网逆变器的短路冲击电流预测的准确度。
附图说明
图1为一个实施例中并网逆变器电流预测方法的应用环境图；
图2为一个实施例中并网逆变器电流预测方法的流程示意图；
图3为一个实施例中并网逆变器的电流环控制器模型的示意图；
图4为一个实施例中并网逆变器的电流环控制器暂态模型的示意图；
图5为一个实施例中并网逆变器所在电网的整体结构示意图；
图6为一个具体实施例中0.2秒短路前后并网逆变器的端口电流波形图；
图7为一个具体实施例中0.205秒短路前后并网逆变器的端口电流波形图；
图8为一个实施例中并网逆变器电流预测装置的结构框图；
图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
图10为另一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在其中一个实施例中，本申请提供的并网逆变器电流预测方法，应用环境可以同时涉及终端102和服务器104，如图1所示。其中，终端102可以通过网络等方式与服务器104进行通信。具体地，服务器104通过终端102获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；基于端口电流以及端口电压，并根据并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算并网逆变器的暂态参数，暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；根据暂态参数，计算在参考电压和端口电压不变的情况下，并网逆变器对应的不计衰减电流；根据不计衰减电流以及暂态参数，预测参考电压或端口电压衰减时，并网逆变器的短路冲击电流。
在其中一个实施例中，本申请提供的并网逆变器电流预测方法，应用环境可以只涉及终端102或服务器104。具体地，终端102或服务器104可以直接获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；基于端口电流以及端口电压，并根据并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算并网逆变器的暂态参数，暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；根据暂态参数，计算在参考电压和端口电压不变的情况下，并网逆变器对应的不计衰减电流；根据不计衰减电流以及暂态参数，预测参考电压或端口电压衰减时，并网逆变器的短路冲击电流。
其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在其中一个实施例中，如图2所示，提供了一种并网逆变器电流预测方法，以该方法应用于图1中的终端102和/或服务器104为例进行说明，包括步骤S202-步骤S208。
步骤S202，获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压。
在其中一个实施例中，并网逆变器是一种特殊的逆变器，不但可以将直流电转换为交流电，而且输出的交流电可以和市电的频率及相位同步，因此输出的交流电可以回到市电，常用于直流电压源以及电网并网连接的应用领域中。在电气设备短路故障发生经过约半个周期后，短路电流峰值或者短路全电流瞬时最大值称为短路冲击电流，其中，并网逆变器产生的是三相短路冲击电流，本申请实施例的方法主要是对并网逆变器的三相短路冲击电流进行预测。具体地，获取并网逆变器发生故障时的实际输出的电流和电压，也称为端口电流和端口电压。
步骤S204，基于端口电流以及端口电压，并根据并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算并网逆变器的暂态参数，暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种。
在其中一个实施例中，并网逆变器的电流环是指并网逆变器的电流反馈系统，一般是指将输出电流采用正反馈或负反馈的方式接入处理环节的方法，可以提高并网逆变器的电流的稳定性能。电流环控制器是指电流环线性(PI)控制器，其中，线性控制器可以根据给定值与实际输出值构成控制偏差，并将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。
在其中一个实施例中，在计算并网逆变器的短路冲击电流时引入暂态参数，暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种。其中，暂态电势和暂态电抗是指并网逆变器突然发生短路故障时产生的电磁暂态过程中，忽略转子阻尼绕组作用时所形成的电势和电抗。具体地，先确定并网逆变器的电流环控制器的参考电压，再对参考电压进行拉氏变换，并基于端口电流以及端口电压，得到并网逆变器的暂态参数。其中，拉氏变换是指拉普拉斯变换，可以一个有参数实数t(t≥0)的函数转换为一个参数为复数s的函数。此外，可以将电流环控制器的参考电压的数学模型称为电流环控制器模型，可以将进行拉氏变换并引入暂态参数之后的电流环控制器模型称为电流环控制器暂态模型。
在其中一个实施例中，步骤S204中并网逆变器的电流环控制器的参考电压的确定方式，包括步骤S302-步骤S304。
步骤S302，根据并网逆变器的电流环控制器的比例参数和积分参数、电流环控制器的参考电流，确定电流环控制器的输出电压。
在其中一个实施例中，将同步电机的转子磁极产生的磁场N极中心轴线作为直轴(d轴)，超前直轴90°电角度的位置定义为交轴(q轴)。电流环控制器的相关参数均采用对应的d轴分量和q轴分量表示。如图3所示为并网逆变器的电流环控制器模型的示意图。其中，将并网逆变器的电流环控制器的比例参数表示为kp，积分参数表示为ki。由于实际应用中是通过多个相同拓扑的并网逆变器进行并网，因此本申请的实施例为只考虑一个并网逆变器的情况。并网逆变器的电流环控制器采用外环与电流内环双环控制，外环包括功率外环与电压外环，两种外环控制器均会输出参考电流，然后输入进电流内环控制器中。电流环控制器的参考电流也就是外环输出的参考电流，将参考电流的d轴分量表示为
Figure BDA0003189503310000061
q轴分量表示为
Figure BDA0003189503310000062
将电流环控制器的输出电压的d轴分量表示为eid、q轴分量表示为eiq。具体地，电流环控制器的输出电压表示为：
Figure BDA0003189503310000071
步骤S304，基于输出电压、并网逆变器的电气角速度和并网电感、端口电流以及并网逆变器所在电网的电网电势，确定电流环控制器的参考电压。
在其中一个实施例中，将并网逆变器所在电网的电网电势的d轴分量表示为ed、q轴分量表示为eq。电气角速度表示为ω，并网电感表示为Lr，电流环控制器的前馈电流系数表示为x。电流环控制器的参考电压的d轴分量表示为ekd、q轴分量表示为ekq。具体地，电流环控制器的参考电压表示为：
Figure BDA0003189503310000072
在其中一个实施例中，对上述的参考电压进行拉氏变换，引入暂态电势和暂态电抗。其中，将暂态电势表示为E′，暂态电抗表示为X′。如图4所示为并网逆变器的电流环控制器暂态模型的示意图，在图4中，将暂态电势E′的d轴分量表示为E′d、q轴分量表示为E′q，将暂态电抗X′的d轴分量表示为X′d、q轴分量表示为X′q。具体地，电流环控制器暂态模型表示为：
Figure BDA0003189503310000073
其中，将电流环控制器在故障发生时的输出电压初值的d轴分量表示为Eid0、q轴分量表示为Eiq0，s表示拉普拉斯算子，I表示端口电流。
步骤S206，根据暂态参数，计算在参考电压和端口电压不变的情况下，并网逆变器对应的不计衰减电流。
在其中一个实施例中，在假设参考电压和端口电压不变的情况下，也就是忽略电流环控制器和电网的影响，根据电流环控制器暂态模型，计算得到并网逆变器对应的不计衰减电流。具体地，先计算得到并网逆变器的电流基频分量，在参考电压不变的情况下，确定电流基频分量的稳态分量和自由分量，在端口电压不变的情况下，计算电流基频分量的特殊自由分量，最终确定并网逆变器对应的不计衰减电流。其中，基频分量是指对周期性变化量进行傅立叶分解之后，其中的一次分量。
在其中一个实施例中，步骤S206包括步骤S402-步骤S404。
步骤S402，根据暂态参数、端口电流以及参考电流，计算在参考电压不变的情况下，并网逆变器的电流基频分量以及对应的分量参数。
在其中一个实施例中，并网逆变器的电流基频分量对应的分量参数包括稳态分量、自由分量和特殊自由分量。其中，先在参考电压不变的情况下，计算得到电流基频分量，并分解得到稳态分量，以及根据稳态分量得到自由分量，再在端口电压不变的情况下，计算得到特殊自由分量。
在其中一个实施例中，步骤S402包括步骤S502-步骤S504。
步骤S502，在参考电压不变的情况下，基于暂态参数、以及端口电流与参考电流之间的电流差值，确定并网逆变器的电流基频分量。
在其中一个实施例中，在参考电压Ek不变的情况下，由于参考电流未改变，则将电流环控制器暂态模型的维持方程表示为：
Figure BDA0003189503310000081
其中，将参考电流与端口电流的差值的d轴分量表示为ΔId，q轴分量表示为ΔIq，将端口电流的d轴分量表示为I′d，q轴分量表示为I′q。
在其中一个实施例中，根据电流环控制器暂态模型以及电流环控制器暂态模型的维持方程，也就是公式(3)与公式(4)，得到并网逆变器的电流基频分量。具体地，并网逆变器的矩阵形式的电流基频分量表示为：
E′+X′I′dq＝0 (5)
步骤S504，根据电流基频分量初值以及参考电流，分别确定电流基频分量对应的稳态分量和自由分量，分量参数包括稳态分量和自由分量。
在其中一个实施例中，根据电流基频分量，确定电流基频分量初值。具体地，基于公式(5)得到电流基频分量初值，表示为：
Figure BDA0003189503310000091
式中，i′dq[0]表示电流基频分量的dq轴分量时域初值。
在其中一个实施例中，根据电流基频分量初值，也就是公式(6)，并由于参考电流不变，则确定电流基频分量对应的稳态分量表示为：
Figure BDA0003189503310000092
其中，idq∞表示电流基频分量的稳态分量。
在其中一个实施例中，根据电流基频分量初值和电流基频分量的稳态分量，也就是公式(6)与公式(7)，得到电流基频分量对应的自由分量，表示为：
Δi′dq＝i′dq[0]-idq∞ (8)
其中，Δi′dq表示电流基频分量对应的自由分量。
步骤S404，基于分量参数、参考电压和端口电压，计算在端口电压不变的情况下，并网逆变器对应的不计衰减电流。
在其中一个实施例中，步骤S404包括步骤S602-步骤S604。
步骤S602，根据稳态分量、自由分量以及参考电压与端口电压之间的旋转关系，计算电流基频分量的特殊自由分量，分量参数包括特殊自由分量。
在其中一个实施例中，在假设端口电压Ec不变之前，端口电压Ec在参考电压Ek受锁相环输出的电压瞬时相位角ωt的影响下，与dq轴旋转坐标系相对静止，而相对于abc轴静止坐标系以ω的角速度逆时针旋转，在不考虑脉冲宽度调制信号(PWM)输入并网逆变器的传递函数的情况下，可认为参考电压Ek与端口电压Ec相等。在假设端口电压Ec不变之后，端口电压初值Ec0为常数，且端口电压初值Ec0不再随dq轴旋转坐标系旋转，而是在abc轴静止坐标系上静止。当端口电压初值Ec0不变时，假设参考电压Ek与端口电压Ec相等，则将参考电压与端口电压之间的旋转关系表示为：
Figure BDA0003189503310000093
在其中一个实施例中，根据上述的旋转关系，将电流环控制器暂态模型的维持方程表示为：
Figure BDA0003189503310000101
在其中一个实施例中，对上述的电流环控制器暂态模型的维持方程进行拉氏变换，将拉氏变换后的维持方程表示为：
Figure BDA0003189503310000102
在其中一个实施例中，根据电流环控制器模型以及变换后的维持方程，也就是公式(3)与公式(11)，得到拉氏变换后的电流基频分量对应的特殊自由分量，表示为：
Figure BDA0003189503310000103
其中，Idqω表示拉氏变换后的电流基频分量对应的特殊自由分量。
在其中一个实施例中，对拉氏变换后的电流基频分量对应的特殊自由分量进行拉氏逆变换，得到电流基频分量对应的特殊自由分量，表示为：
idqω＝L-1(Idqω) (13)
式中，idqω表示电流基频分量对应的特殊自由分量。
步骤S604，基于稳态分量、自由分量和特殊自由分量，确定在端口电压不变的情况下，并网逆变器对应的不计衰减电流。
在其中一个实施例中，将并网逆变器对应的不计衰减电流表示为：
idq＝idq∞+Δi′dq+idqω (14)
其中，idq表示并网逆变器对应的不计衰减电流。
步骤S208，根据不计衰减电流以及暂态参数，预测参考电压或端口电压衰减时，并网逆变器的短路冲击电流。
在其中一个实施例中，在考虑参考电压和端口电压衰减的情况下，也就是考虑电流环控制器和电网的影响，根据并网逆变器对应的不计衰减电流，以及电流环控制器暂态模型，计算得到并网逆变器在发生故障时的短路冲击电流。具体地，先计算得到参考电压衰减函数和端口电压衰减函数，再基于不计衰减电流，预测参考电压或端口电压衰减对应的短路冲击电流。提高计算并网逆变器的短路冲击电流，从而为电网并网接线、电气设备选择、继电保护配置等提供依据。
在其中一个实施例中，步骤S208包括步骤S702-步骤S704。
步骤S702，根据暂态参数，分别计算参考电压衰减对应的参考电压衰减函数，以及端口电压衰减对应的端口电压衰减函数。
在其中一个实施例中，参考电压的衰减主要是由于电流环控制器的影响。具体地，根据暂态电抗可以得出电流环控制器模型的特征根方程，也就是公式(3)的特征根方程，表示为：
Figure BDA0003189503310000111
求解上述的特征根方程，表示为：
Figure BDA0003189503310000112
在其中一个实施例中，端口电压的衰减主要是由于短路网络的影响，其中，短路网络是指并网逆变器所在电网的短路点与并网逆变器端口之间的电网构架。如图5所示为并网逆变器所在电网的整体结构示意图，在图5中，VSC(Voltage Source Converter)是指以电压源换流器、可控关断装置和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型的直流型输电技术。具体地，根据暂态电抗可以得出短路网络的特征根方程，表示为：
Figure BDA0003189503310000113
其中，Le表示短路对称点到并网逆变器端口的电感，re为短路对称点到并网逆变器端口的电阻，Lf为短路点到并网逆变器端口的电感，rf为短路点到并网逆变器端口的电阻，Lr表示并网电感。
求解上述的特征根方程，表示为：
Figure BDA0003189503310000121
在其中一个实施例中，分别根据电流环控制器模型的特征根方程的解、短路网络的特征根方程的解，确定参考电压衰减对应的参考电压衰减函数，以及端口电压衰减对应的端口电压衰减函数。
步骤S704，基于不计衰减电流、参考电压衰减函数和端口电压衰减函数，预测参考电压或端口电压衰减时，并网逆变器的短路冲击电流。
在其中一个实施例中，基于不计衰减电流、参考电压衰减函数和端口电压衰减函数，将并网逆变器的短路冲击电流表示为：
idq＝idq∞+Δi′dqfd(t)+idqωfa(t) (19)
式中，fa(t)为参考电压衰减函数，fa(t)为端口电压衰减函数。
具体地，将并网逆变器的短路冲击电流的d轴分量表示为公式(20)，q轴分量表示为公式(21)：
Figure BDA0003189503310000122
Figure BDA0003189503310000123
其中，K为各余弦分量中的不计衰减幅值，θ为各余弦分量中的相位值，分别表示为：
Figure BDA0003189503310000131
Figure BDA0003189503310000132
Figure BDA0003189503310000133
Figure BDA0003189503310000134
Figure BDA0003189503310000135
Figure BDA0003189503310000136
Figure BDA0003189503310000137
Figure BDA0003189503310000138
上述并网逆变器电流预测方法中，通过获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；基于端口电流以及端口电压，并根据并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算并网逆变器的暂态参数，暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；根据暂态参数，计算在参考电压和端口电压不变的情况下，并网逆变器对应的不计衰减电流；根据不计衰减电流以及暂态参数，预测参考电压或端口电压衰减时，并网逆变器的短路冲击电流。采用上述实施例的方法，通过引入暂态电势和暂态电抗，并先假设参考电压和端口电压不变的情况，再进一步考虑参考电压和端口电压衰减的情况，能够有效提高并网逆变器的短路冲击电流预测的准确度。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及一个具体实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在其中一个具体实施例中，为了验证上述的实施例中公式的准确性，建立了两端口并网逆变器系统仿真模型，参数如表1所示，短路电阻Rf设置为0.1欧姆(Ω)。图6为0.2秒短路前后并网逆变器的端口电流波形图，图7为0.205秒短路前后并网逆变器的端口电流波形图。其中，实线表示电磁实验仿真结果，虚线表示理论公式计算结果。
表1仿真参数表
Figure BDA0003189503310000141
如图6所示，在发生短路故障之后，交流电流产生变化，计算得到的冲击电流值为21.531A，电磁仿真得到的冲击电流为22.746A，两者误差值在5％以内。由此可知，预测5ms内短路冲击电流的准确性良好。
如图7所示，在发生短路故障之后，交流电流产生变化，计算得到的冲击电流值为22.830A，电磁仿真得到的冲击电流为21.913A，两者误差值在5％以内。由此可知，预测5ms内短路冲击电流的准确性良好。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在其中一个实施例中，如图8所示，提供了一种并网逆变器电流预测装置，包括：参数获取模块810、暂态参数计算模块820、不计衰减电流计算模块830和短路冲击电流预测模块840，其中：
参数获取模块810，用于获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压。
暂态参数计算模块820，用于基于所述端口电流以及所述端口电压，并根据所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算所述并网逆变器的暂态参数，所述暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种。
不计衰减电流计算模块830，用于根据所述暂态参数，计算在所述参考电压和所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流。
短路冲击电流预测模块840，用于根据所述不计衰减电流以及所述暂态参数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流。
在其中一个实施例中，暂态参数计算模块820包括以下单元：
输出电压确定单元，用于根据所述并网逆变器的电流环控制器的比例参数和积分参数、所述电流环控制器的参考电流，确定所述电流环控制器的输出电压。
参考电压确定单元，用于基于所述输出电压、所述并网逆变器的电气角速度和并网电感、所述端口电流以及所述并网逆变器所在电网的电网电势，确定所述电流环控制器的参考电压。
暂态参数确定单元，用于对所述参考电压进行拉氏变换，并基于所述端口电流以及所述端口电压，得到所述并网逆变器的暂态参数。
在其中一个实施例中，不计衰减电流计算模块830包括以下单元：
分量参数计算单元，用于根据所述暂态参数、所述端口电流以及所述参考电流，计算在所述参考电压不变的情况下，所述并网逆变器的电流基频分量以及对应的分量参数。
不计衰减电流计算单元，用于基于所述分量参数、所述参考电压和所述端口电压，计算在所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流。
在其中一个实施例中，分量参数计算单元包括以下单元：
电流基频分量确定单元，用于在所述参考电压不变的情况下，基于所述暂态参数、以及所述端口电流与所述参考电流之间的电流差值，确定所述并网逆变器的电流基频分量。
第一分量参数确定单元，用于根据电流基频分量初值以及所述参考电流，分别确定所述电流基频分量对应的稳态分量和自由分量，所述分量参数包括所述稳态分量和所述自由分量。
在其中一个实施例中，不计衰减电流计算单元包括以下单元：
第二分量参数计算单元，用于根据所述稳态分量、所述自由分量以及所述参考电压与所述端口电压之间的旋转关系，计算所述电流基频分量的特殊自由分量，所述分量参数包括所述特殊自由分量。
不计衰减电流确定单元，用于基于所述稳态分量、所述自由分量和所述特殊自由分量，确定在所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流。
在其中一个实施例中，短路冲击电流预测模块840包括以下单元：
衰减函数计算单元，用于根据所述暂态参数，分别计算所述参考电压衰减对应的参考电压衰减函数，以及所述端口电压衰减对应的端口电压衰减函数。
短路冲击电流预测单元，用于基于所述不计衰减电流、所述参考电压衰减函数和所述端口电压衰减函数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流。
关于并网逆变器电流预测装置的具体限定可以参见上文中对于并网逆变器电流预测方法的限定，在此不再赘述。上述并网逆变器电流预测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在其中一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储并网逆变器电流预测数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种并网逆变器电流预测方法。
在其中一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种并网逆变器电流预测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图9和图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在其中一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述的并网逆变器电流预测方法的步骤。
在其中一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的并网逆变器电流预测方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种并网逆变器电流预测方法，所述方法包括：
获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；
基于所述端口电流以及所述端口电压，并根据所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算所述并网逆变器的暂态参数，所述暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；
根据所述暂态参数，计算在所述参考电压和所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流；
根据所述不计衰减电流以及所述暂态参数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流。
2.根据权利要求1所述的并网逆变器电流预测方法，其特征在于，所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压的确定方式，包括：
根据所述并网逆变器的电流环控制器的比例参数和积分参数、所述电流环控制器的参考电流，确定所述电流环控制器的输出电压；
基于所述输出电压、所述并网逆变器的电气角速度和并网电感、所述端口电流以及所述并网逆变器所在电网的电网电势，确定所述电流环控制器的参考电压。
3.根据权利要求2所述的并网逆变器电流预测方法，其特征在于，所述基于所述端口电流以及所述端口电压，并根据所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算所述并网逆变器的暂态参数，包括：
对所述参考电压进行拉氏变换，并基于所述端口电流以及所述端口电压，得到所述并网逆变器的暂态参数。
4.根据权利要求3所述的并网逆变器电流预测方法，其特征在于，所述根据所述暂态参数，计算在所述参考电压和所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流，包括：
根据所述暂态参数、所述端口电流以及所述参考电流，计算在所述参考电压不变的情况下，所述并网逆变器的电流基频分量以及对应的分量参数；
基于所述分量参数、所述参考电压和所述端口电压，计算在所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流。
5.根据权利要求4所述的并网逆变器电流预测方法，其特征在于，所述根据所述暂态参数、所述端口电流以及所述参考电流，计算在所述参考电压不变的情况下，所述并网逆变器的电流基频分量以及对应的分量参数，包括：
在所述参考电压不变的情况下，基于所述暂态参数、以及所述端口电流与所述参考电流之间的电流差值，确定所述并网逆变器的电流基频分量；
根据电流基频分量初值以及所述参考电流，分别确定所述电流基频分量对应的稳态分量和自由分量，所述分量参数包括所述稳态分量和所述自由分量。
6.根据权利要求5所述的并网逆变器电流预测方法，其特征在于，所述基于所述分量参数、所述参考电压和所述端口电压，计算在所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流，包括：
根据所述稳态分量、所述自由分量以及所述参考电压与所述端口电压之间的旋转关系，计算所述电流基频分量的特殊自由分量，所述分量参数包括所述特殊自由分量；
基于所述稳态分量、所述自由分量和所述特殊自由分量，确定在所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流。
7.根据权利要求6所述的并网逆变器电流预测方法，其特征在于，所述根据所述不计衰减电流以及所述暂态参数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流，包括：
根据所述暂态参数，分别计算所述参考电压衰减对应的参考电压衰减函数，以及所述端口电压衰减对应的端口电压衰减函数；
基于所述不计衰减电流、所述参考电压衰减函数和所述端口电压衰减函数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流。
8.一种并网逆变器电流预测装置，其特征在于，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取并网逆变器发生故障时的端口电流和端口电压；
暂态参数计算模块，用于基于所述端口电流以及所述端口电压，并根据所述并网逆变器的电流环控制器的参考电压，计算所述并网逆变器的暂态参数，所述暂态参数包括：暂态电势和暂态电抗中的至少一种；
不计衰减电流计算模块，用于根据所述暂态参数，计算在所述参考电压和所述端口电压不变的情况下，所述并网逆变器对应的不计衰减电流；
短路冲击电流预测模块，用于根据所述不计衰减电流以及所述暂态参数，预测所述参考电压或所述端口电压衰减时，所述并网逆变器的短路冲击电流。
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中任一项所述的并网逆变器电流预测方法的步骤。
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中任一项所述的并网逆变器电流预测方法的步骤。
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