CN117595698B - 逆变器运行参数预测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

逆变器运行参数预测方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种逆变器运行参数预测方法、装置、设备及存储介质，涉及电力电子技术领域，可应用于通过逆变器系统控制电网电流的场景下。具体实现方案包括：根据第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数和第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数，确定第一电压矢量在第一周期对应的第一目标参数梯度；根据第一目标参数梯度和第二参数，确定第三电压矢量在第一周期对应的第二目标参数梯度；根据第二电压矢量在第一时刻对应的第三参数、第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，预测第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数。本公开可以消除模型参数对预测结果的影响，提高鲁棒预测计算的准确性。

Description

逆变器运行参数预测方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本公开涉及电力电子技术领域，尤其一种涉及逆变器运行参数预测方法、装置、设备及存储介质，可应用于通过逆变器系统控制电网电流的场景下。
背景技术
LCL滤波型储能逆变器是一种应用于光伏发电系统和风能发电系统等可再生能源领域的电力变换设备，可以将直流电能转换为交流电能，并与电网进行连接。LCL滤波型储能逆变器系统可以应用模型预测控制（model predictive control，MPC）来实现对电网电流的有效控制。MPC的参数鲁棒性较低。
目前改善MPC的参数鲁棒性的方法可以包括基于参数辨识的MPC方法和基于数据驱动的MPC方法。
但目前改善MPC的参数鲁棒性的方法会影响LCL滤波型储能逆变器的电网电流性能。
发明内容
本公开提供了一种逆变器运行参数预测方法、装置、设备及存储介质，能够消除模型参数对预测结果的影响，提高鲁棒预测计算的准确性。
根据本公开的第一方面，提供了一种逆变器运行参数预测方法，所述方法包括：根据第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数和第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数，确定第一电压矢量在第一周期对应的第一目标参数梯度，第二电压矢量为逆变器的逆变器侧电压矢量，第一电压矢量为第二电压矢量中的一个电压矢量，第一参数和第二参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，第二时刻为第一时刻之前的时刻。
根据第一目标参数梯度和第二参数，确定第三电压矢量在第一周期对应的第二目标参数梯度，第三电压矢量为第二电压矢量中除第一电压矢量外的电压矢量。
根据第二电压矢量在第一时刻对应的第三参数、第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，预测第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数，第三参数和第四参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，第三时刻为第一时刻之后的时刻。
一些可能的实现方式中，所述方法还包括：根据第二参数、第二电压矢量在第四时刻对应的第五参数，确定第二电压矢量在第二周期对应的第三目标参数梯度，第四时刻为第二时刻之前的时刻，第五参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流；根据第三目标参数梯度，确定第三目标参数梯度在第二时刻的查询表；根据第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，确定第一目标参数梯度和第二目标参数梯度在第一时刻的查询表。
一些可能的实现方式中，所述方法还包括：根据逆变器的拓扑结果，建立逆变器在两相静止坐标系下的数学模型；通过零阶保持器方法，根据数学模型构建离散化的预测方程和参考方程。
一些可能的实现方式中，所述方法还包括：根据参考方程确定两相静止坐标系下的第一目标参数参考值；根据第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值；根据两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，通过派克反变换，得到两相静止坐标系下的第二目标参数参考值。
一些可能的实现方式中，根据第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，包括：根据第一目标参数参考值确定第一目标参数的相角，第一目标参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流；根据第一目标参数的相角，确定第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差；根据第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
一些可能的实现方式中，根据第一目标参数的相角，确定第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差，包括：对第一目标参数进行滤波，得到滤波后的第一目标参数；根据滤波后的第一目标参数的相角，确定滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差；根据第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，包括：根据滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
一些可能的实现方式中，所述方法还包括：根据第四参数对应的价值和预设阈值，从第二电压矢量中确定目标电压矢量。
根据本公开的第二方面，提供了一种逆变器运行参数预测装置，所述装置包括：确定单元、预测单元。
确定单元，用于根据第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数和第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数，确定第一电压矢量在第一周期对应的第一目标参数梯度，第二电压矢量为逆变器的逆变器侧电压矢量，第一电压矢量为第二电压矢量中的一个电压矢量，第一参数和第二参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，第二时刻为第一时刻之前的时刻。
确定单元，还用于根据第一目标参数梯度和第二参数，确定第三电压矢量在第一周期对应的第二目标参数梯度，第三电压矢量为第二电压矢量中除第一电压矢量外的电压矢量。
预测单元，用于根据第二电压矢量在第一时刻对应的第三参数、第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，预测第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数，第三参数和第四参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，第三时刻为第一时刻之后的时刻。
可选地，确定单元，还用于：根据第二参数、第二电压矢量在第四时刻对应的第五参数，确定第二电压矢量在第二周期对应的第三目标参数梯度，第四时刻为第二时刻之前的时刻，第五参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流；根据第三目标参数梯度，确定第三目标参数梯度在第二时刻的查询表；根据第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，确定第一目标参数梯度和第二目标参数梯度在第一时刻的查询表。
可选地，所述装置还包括：构建单元。
构建单元，用于根据逆变器的拓扑结果，建立逆变器在两相静止坐标系下的数学模型；构建单元，还用于通过零阶保持器方法，根据数学模型构建离散化的预测方程和参考方程。
可选地，确定单元，还用于：根据参考方程确定两相静止坐标系下的第一目标参数参考值；根据第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值；根据两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，通过派克反变换，得到两相静止坐标系下的第二目标参数参考值。
可选地，确定单元，具体用于：根据第一目标参数参考值确定第一目标参数的相角，第一目标参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流；根据第一目标参数的相角，确定第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差；根据第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
可选地，确定单元，具体用于：对第一目标参数进行滤波，得到滤波后的第一目标参数；根据滤波后的第一目标参数的相角，确定滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差；确定单元，具体用于：根据滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
可选地，确定单元，还用于：根据第四参数对应的价值和预设阈值，从第二电压矢量中确定目标电压矢量。
根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的方法。
根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使计算机执行根据第一方面所述的方法。
根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据第一方面所述的方法。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
图1为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的流程示意图；
图2为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的另一实现流程示意图；
图3为本公开实施例提供的梯度更新过程示意图；
图4为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的又一流程示意图；
图5为本公开实施例提供的LCL滤波型储能逆变器拓扑图；
图6为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的又一流程示意图；
图7为本公开实施例提供的图6中的S602的流程示意图；
图8为本公开实施例提供的电压电流参考坐标关系示意图；
图9为本公开实施例提供的电容电压参考与电网电压坐标关系示意图；
图10为逆变器侧电流参考与电网电流参考坐标关系示意图；
图11为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法又一流程示意图；
图12为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法实施示意图；
图13为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测装置的组成示意图；
图14为可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1400的示意性框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例作出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
应当理解，在本公开各实施例中，字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
LCL滤波型储能逆变器是一种应用于光伏发电系统和风能发电系统等可再生能源领域的电力变换设备，可以将直流电能转换为交流电能，并与电网进行连接。LCL滤波型储能逆变器系统可以应用模型预测控制（model predictive control，MPC）来实现对电网电流的有效控制。MPC的参数鲁棒性较低。
目前改善MPC的参数鲁棒性的方法可以包括基于参数辨识的MPC方法和基于数据驱动的MPC方法。
但目前改善MPC的参数鲁棒性的方法会影响LCL滤波型储能逆变器的电网电流性能。
示例性地，LCL滤波型储能逆变器是一种应用于光伏发电系统和风能发电系统等可再生能源领域的电力变换设备，可以将直流电能转换为交流电能，并与电网进行连接。它采用了LCL滤波器结构，具有优异的谐波抑制能力，能够有效抑制输出电流中的谐波成分，保证电网的电能质量。LCL滤波型储能逆变器也具有良好的电压和频率稳定性，能够自动调节输出电压和频率，使得电能注入电网时具有较高的稳定性和可靠性。
目前，MPC由于其优异的暂态性能和多目标控制能力，已广泛应用在LCL滤波型储能逆变器系统，实现电网电流的有效控制。MPC使用LCL滤波型储能逆变器的离散模型来预测未来状态。但MPC对LCL滤波器结构的参数准确性很敏感。一旦LCL滤波器结构的模型参数与其实际参数不匹配，就会导致预测和参考不准确，造成电网电流畸变，当参数误差较大时，可能对整个LCL滤波型储能逆变器系统造成潜在的损害。
为了改善MPC的参数鲁棒性，研究人员提出了多种改进方法，主要可以分为两类：（1）基于参数辨识的MPC方法；（2）基于数据驱动的MPC方法。在第一类方法中，基于参数辨识的MPC方法通过测量LCL滤波型储能逆变器的输入和输出数据，并使用适当的算法估计和识别LCL滤波器参数，以建立准确的模型进行预测和控制。但第一类方法参数辨识的精度通常会受到外界扰动的影响，降低了LCL滤波型储能逆变器的电网电流性能。在第二类方法中，基于数据驱动的MPC方法通过在线数据采集和建模，根据当前状态和过去行为预测未来状态，并在不建立精确模型的情况下，利用价值函数获得最优输出，实现电网电流控制。然而，现有基于数据驱动的MPC方法不仅需要随着LCL滤波型储能逆变器工作条件的变化来调整系统增益，以保证预测的准确性，而且还需要存储大量的电流和电压数据，这将影响动态性能，同时，现有的基于数据驱动的MPC方法未研究参数对参考计算的影响，这也影响了LCL滤波型储能逆变器的电网电流性能。
在此背景技术下，本公开提供了一种逆变器运行参数预测方法，能够消除模型参数对预测结果的影响，提高鲁棒预测计算的准确性。
示例性地，本公开提供的逆变器运行参数预测方法，可以应用于通过逆变器系统控制电网电流的场景下。
示例性地，本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的执行主体可以是计算机或服务器，或者还可以是其他具有数据处理能力的设备。在此对该方法的执行主体不作限制。
一些实施例中，服务器可以是单独的一个服务器，或者，也可以是由多个服务器构成的服务器集群。部分实施方式中，服务器集群还可以是分布式集群。本公开对服务器的具体实现方式也不作限制。
图1为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的流程示意图。如图1所示，该方法可以包括S101-S103。
S101、根据第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数和第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数，确定第一电压矢量在第一周期对应的第一目标参数梯度。
以LCL滤波型储能逆变器为例，LCL滤波型储能逆变器可以包含至少两个逆变器侧电压矢量。可以在第二控制周期中，从LCL滤波型储能逆变器的逆变器侧电压矢量中确定出LCL滤波型储能逆变器应用的一个电压矢量作为第一电压矢量。然后可以获取第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数以及第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数。其中，第二电压矢量为逆变器的逆变器侧电压矢量，第一电压矢量为第二电压矢量中的一个电压矢量，第一参数和第二参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，第二时刻为第一时刻之前的时刻。第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数可以是通过测量得到的，第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数可以是预先确定的。在确定了第一参数和第二参数后，可以通过公式（1）得到第一电压矢量在第一周期对应的第一目标参数梯度。
示例地，可以用第(k-1)个控制周期表示第二周期，第k个控制周期表示第一周期，k表示第一时刻，k-1表示第二时刻。假设在第(k-1)个控制周期中，LCL滤波型储能逆变器的逆变器侧电压矢量有8个选择，逆变器应用了第j个逆变器侧电压矢量vj，vj即为第一电压矢量，可以通过测量得到igαβ_j(k)、vcαβ_j(k)和iiαβ_j(k)，获取预先确定的igαβ(k-1)、vcαβ(k-1)和iiαβ(k-1)，然后通过公式（1）得到vj对应的第一目标参数梯度△igαβ_j(k)、△vcαβ_j(k)和△iiαβ_j(k)。
公式（1）
公式（1）中，igαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量vj在两相静止坐标系对应的电网电流。vcαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量vj在两相静止坐标系对应的电容电压。iiαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量vj在两相静止坐标系对应的逆变侧电流。△igαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量vj在两相静止坐标系对应的电网电流梯度。△vcαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量vj在两相静止坐标系对应的电容电压梯度。△iiαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量vj在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度。其中，两相静止坐标系也可以称为αβ坐标系。
S102、根据第一目标参数梯度和第二参数，确定第三电压矢量在第一周期对应的第二目标参数梯度。
S103、根据第二电压矢量在第一时刻对应的第三参数、第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，预测第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数。
其中，第三参数和第四参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，第三时刻为所述第一时刻之后的时刻。
示例性地，在确定了第一目标参数梯度和第二参数后，可以根据第一目标参数梯度和第二参数，通过公式（7）计算第三电压矢量在第一周期对应的第二目标参数梯度。其中，第三电压矢量为第二电压矢量中除第一电压矢量外的电压矢量。
示例地，可以用k+1表示第三时刻，将LCL滤波型储能逆变器的逆变器侧电压矢量中其他7个未应用的电压矢量记作vx，vx即为第二电压矢量，x∈{0,1，…7}且x≠j，它们对应的△igαβ_x(k)、△vcαβ_x(k)和△iiαβ_x(k)可以通过公式(1)获得的应用电压矢量vj对应的梯度△igαβ_j(k)、△vcαβ_j(k)、△iiαβ_j(k)来计算。通过预设的公式(2)、公式（3.1）、公式（3.2）、公式（3.3）、公式（4），可以将vj对应的目标参数梯度△igαβ_j(k)、△vcαβ_j(k)、△iiαβ_j(k)进一步表示为公式(5)。
公式（2）
公式（2）中，igαβ_i(k+1)为(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电网电流。vcαβ_i(k+1)为(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电容电压。iiαβ_i(k+1)为(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的逆变侧电流。igαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的电网电流。vcαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的电容电压。iiαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的逆变侧电流。viαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的逆变侧电压矢量。eαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的电网电压。
公式（3.1）
公式（3.2）
公式（3.3）
公式（3.1）至公式（3.3）中，Φ为第一个系数矩阵，Г为第二个系数矩阵，K为第三个系数矩阵，Ts为控制周期，Φ11为第一个系数矩阵中第一行第一列个系数，Г11为第二个系数矩阵中第一行第一列个系数，K11为第三个系数矩阵中第一行第一列个系数，其他同理。
公式（4）
公式（4）中，A为第一个参数矩阵，Bi为第二个参数矩阵，Bg为第三个参数矩阵，Lg、Li和C均为LCL滤波器的实际参数。
公式(5)
通过预设的公式(2)、公式（3.1）、公式（3.2）、公式（3.3）、公式（4），也可以将其他7个未应用的电压矢量vx对应的梯度△igαβ_x(k)、△vcαβ_x(k)和△iiαβ_x(k)进一步表示为公式(6)。
公式（6）
公式（6）中，△igαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电网电流梯度。△vcαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电容电压梯度。△iiαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度。
将公式（5）和公式（6）作差可得：
公式(7)
根据公式(7)所示，可以利用应用电压矢量vj对应的第一目标参数梯度△igαβ_j(k)、△vcαβ_j(k)、△iiαβ_j(k)来计算其他7个未应用的电压矢量vx对应的目标参数梯度△igαβ_x(k)、△vcαβ_x(k)和△iiαβ_x(k)，也即，可以利用应用电压矢量vj对应的第一目标参数梯度△igαβ_j(k)、△vcαβ_j(k)、△iiαβ_j(k)来计算第二目标参数梯度△igαβ_x(k)、△vcαβ_x(k)和△iiαβ_x(k)。
当公式(7)中，vxαβ(k-1)=vjαβ(k-1)时，其他7个未应用的电压矢量vx对应的梯度△igαβ_x(k)、△vcαβ_x(k)和△iiαβ_x(k)可以表示为公式（8）。
公式（8）
当公式(7)中，vxαβ(k-1)≠vjαβ(k-1)时，其他7个未应用的电压矢量vx对应的梯度△igαβ_x(k)、△vcαβ_x(k)和△iiαβ_x(k)可以表示为公式（9）。
公式（9）
可以根据第二电压矢量在k时刻对应的第三参数、第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，预测第二电压矢量在k+1时刻对应的第四参数。具体的预测方式如公式（10）所示。
公式(10)
公式(10)中，igαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电网电流。vcαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电容电压。iiαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的逆变侧电流。
本公开实施例通过根据第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数和第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数，确定第一电压矢量在第一周期对应的第一目标参数梯度，然后根据第一目标参数梯度和第二参数，确定第三电压矢量在第一周期对应的第二目标参数梯度，最后根据第二电压矢量在第一时刻对应的第三参数、第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，预测第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数。可以只使用第二电压矢量在第一时刻对应的第三参数、第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，来预测第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数，避免了使用LCL滤波器模型参数来预测第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数，消除了LCL滤波器模型参数对预测结果的影响，提高了鲁棒预测计算的准确性，适用于线路阻抗频繁变化的系统。
示例地，由公式(2)~(4)可知，(k+1)时刻的电网电流igαβ_i(k+1)、电容电压vcαβ_i(k+1)、逆变器侧电流iiαβ_i(k+1)由LCL滤波器的实际参数Lg、Li和C决定。当MPC中LCL滤波器的模型参数Lg0、Li0和C0与LCL滤波器的实际参数Lg、Li和C不匹配时，会导致对igαβ_i(k+1)、vcαβ_i(k+1)和iiαβ_i(k+1)的预测不准确。由公式(10)可知，本公开实施例在预测igαβ_i(k+1)、vcαβ_i(k+1)和iiαβ_i(k+1)时，不需要使用LCL滤波器的模型参数Lg0、Li0和C0与LCL滤波器的实际参数Lg、Li和C，从而消除了LCL滤波器模型参数对预测结果的影响，提高了鲁棒预测计算的准确性。
图2为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的另一实现流程示意图。如图2所示，上述方法还可以包括S201-S203。
S201、根据第二参数、第二电压矢量在第四时刻对应的第五参数，确定第二电压矢量在第二周期对应的第三目标参数梯度。
其中，第四时刻为第二时刻之前的时刻，第五参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流。
S202、根据第三目标参数梯度，确定第三目标参数梯度在第二时刻的查询表。
基于上述实施例，示例地，在第(k-1)个控制周期中，逆变器侧电压矢量vi(i=0，1，…7)会引起电网电流igαβ、电容电压vcαβ以及逆变侧电流iiαβ发生变化。在第(k-1)个控制周期中，电网电流梯度、电容电压梯度和逆变器侧电流梯度可以表示为公式（11）。
公式（11）
公式（11）中，△igαβ_i(k-1)为(k-1)个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电网电流梯度。△vcαβ_i(k-1)为第(k-1)个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电容电压梯度。△iiαβ_i(k-1)为第(k-1)个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度。
在第(k-1)个控制周期中，LCL滤波型储能逆变器的逆变器侧电压矢量vi(i=0，1，…7)有8种选择v0~v7，分别对应8种电网电流梯度△igαβ_0(k-1)~△igαβ_7(k-1)、8种电容电压梯度△vcαβ_0(k-1)~△vcαβ_7(k-1)、8种逆变侧电流梯度△iiαβ_0(k-1)~△iiαβ_7(k-1)。可以将LCL滤波型储能逆变器的8种逆变器侧电压矢量分别对应的8种电网电流梯度、8种电容电压梯度、8种逆变侧电流梯度总结为表1所示(k-1)时刻查询表。
表1
v0(k-1) v1(k-1) v2(k-1) v3(k-1) v4(k-1) v5(k-1) v6(k-1) v7(k-1)
△igαβ_0(k-1) △igαβ_1(k-1) △igαβ_2(k-1) △igαβ_3(k-1) △igαβ_4(k-1) △igαβ_5(k-1) △igαβ_6(k-1) △igαβ_7(k-1)
△vcαβ_0(k-1) △vcαβ_1(k-1) △vcαβ_2(k-1) △vcαβ_3(k-1) △vcαβ_4(k-1) △vcαβ_5(k-1) △vcαβ_6(k-1) △vcαβ_7(k-1)
△iiαβ_0(k-1) △iiαβ_1(k-1) △iiαβ_2(k-1) △iiαβ_3(k-1) △iiαβ_4(k-1) △iiαβ_5(k-1) △iiαβ_6(k-1) △iiαβ_7(k-1)
S203、根据第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，确定第一目标参数梯度和第二目标参数梯度在第一时刻的查询表。
示例性地，可以将第一目标参数梯度和第二目标参数梯度汇总成查询表。表2为k时刻目标参数的梯度查询表。
表2
v0(k) v1(k) v2(k) v3(k) v4(k) v5(k) v6(k) v7(k)
△igαβ_0(k) △igαβ_1(k) △igαβ_2(k) △igαβ_3(k) △igαβ_4(k) △igαβ_5(k) △igαβ_6(k) △igαβ_7(k)
△vcαβ_0(k) △vcαβ_1(k) △vcαβ_2(k) △vcαβ_3(k) △vcαβ_4(k) △vcαβ_5(k) △vcαβ_6(k) △vcαβ_7(k)
△iiαβ_0(k) △iiαβ_1(k) △iiαβ_2(k) △iiαβ_3(k) △iiαβ_4(k) △iiαβ_5(k) △iiαβ_6(k) △iiαβ_7(k)
可选地，图3为本公开实施例提供的梯度更新过程示意图，如图3所示，可以根据上述公式（1）、公式（8）和公式（9）对表2进行更新。
本实施例通过根据第二参数、第二电压矢量在第四时刻对应的第五参数，确定第二电压矢量在第二周期对应的第三目标参数梯度，然后根据第三目标参数梯度，确定第三目标参数梯度在第二时刻的查询表；也根据第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，确定第一目标参数梯度和第二目标参数梯度在第一时刻的查询表，从而提高确定上述预测结果的准确性和便捷度。
图4为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的又一流程示意图。如图4所示，该方法还可以包括S401-S402。
S401、根据逆变器的拓扑结果，建立逆变器在两相静止坐标系下的数学模型。
以LCL滤波型储能逆变器为例，图5为本公开实施例提供的LCL滤波型储能逆变器拓扑图，根据图5所示的LCL滤波型储能逆变器拓扑,可以建立LCL滤波型储能逆变器在两相静止坐标系下的数学模型，图5中udc表示直流电压，S1、S4表示开关，a、b、c可以理解为abc三相，也即a、b、c可以理解为a相、b相、c相，LCL滤波型储能逆变器在两相静止坐标系下的数学模型可以表示为公式（12）。
公式（12）
公式（12）中，ig表示电网电流、ii表示逆变侧电流、vc表示电容电压、vi表示逆变侧电压矢量、e表示电网电压。其中，逆变侧电压矢量分别为v0(0，0，0)、v1(1，0，0)、v2(1，1，0)、v3(0，1，0)、v4(0，1，1)、v5(0，0，1)、v6(1，0，1)、v7(1，1，1)。Li表示逆变器侧电感，C表示滤波电容，Lg表示电网侧电感。
公式(12)中的ig、ii、vc、vi、e可以表示为：
公式(13)
公式(13)中，igα和igβ分别为电网电流ig在α静止坐标系和β静止坐标系的坐标分量。iiα和iiβ分别为逆变侧电流ii在α静止坐标系和β静止坐标系的坐标分量。vcα和vcβ分别为电容电压vc在α静止坐标系和β静止坐标系的坐标分量。viα和viβ分别为逆变侧电压矢量vi在α静止坐标系和β静止坐标系的坐标分量。eα和eβ分别是电网电压e在α静止坐标系和β静止坐标系的坐标分量。
S402、通过零阶保持器方法，根据数学模型构建离散化的预测方程和参考方程。
示例性地，当利用MPC方法时，(k+1)时刻第i个逆变器侧电压矢量vi(i= 0,1，…7)对应的预测值igαβ_i、vcαβ_i和iiαβ_i可通过零阶保持器方法，将公式(12)离散化并表示为上述公式（2），可以将公式（2）理解为预测方程。零阶保持器方法用于将公式离散化。
示例性地，当利用MPC方法时，在两相静止坐标系下的电网电流参考ig ref可以表示为公式（14）。
公式（14）
公式（14）中的参数可以通过公式（15）表示。
公式（15）
公式（15）中，Igref为电网电流参考幅值，ωg为电网频率。igα ref和igβ ref分别为电网电流参考ig ref在α静止坐标系和β静止坐标系的坐标分量。
将公式(14)代入(12)中可得：
公式（16）
公式（16）中，vc ref为两相静止坐标系下的电容电压参考，ii ref为两相静止坐标系下的逆变器侧电流参考，vc ref可以表示为公式（17），ii ref可以表示为公式（18）。
公式（17）
公式（17）中，vcα ref和vcβ ref分别为电容电压参考vc ref在α静止坐标系和β静止坐标系的坐标分量。
公式（18）
公式（18）中，iiα ref和iiβ ref分别为逆变器侧电流参考ii ref在α静止坐标系和β静止坐标系的坐标分量。
电网电流参考ig ref，电容电压参考vc ref和逆变器侧电流参考ii ref的离散形式可以表示为公式（19）。
公式（19）
公式（19）中，ig re (k)为k时刻两相静止坐标系对应的电网电流参考。vc ref(k)为k时刻两相静止坐标系对应的电容电压参考。ii ref(k)为k时刻两相静止坐标系对应的逆变器侧电流参考。可以将公式（19）理解为参考方程。
由公式(19)可知，k时刻的电容电压参考vc ref(k)、逆变器侧电流参考ii ref(k)由参数Lg和C决定。当MPC中LCL滤波器的模型参数Lg0和C0与LCL滤波器的实际参数Lg和C不匹配时，会导致对vc ref(k)和ii ref(k)的参考计算不准确。
本实施例通过根据逆变器的拓扑结果，建立逆变器在两相静止坐标系下的数学模型，通过零阶保持器方法，根据数学模型构建离散化的预测方程和参考方程。可以为实现鲁棒预测控制和鲁棒的参考计算提供数据支撑。
图6为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法的又一流程示意图。如图6所示，该方法还可以包括S601-S603。
S601、根据参考方程确定两相静止坐标系下的第一目标参数参考值。
S602、根据第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
S603、根据两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，通过派克反变换，得到两相静止坐标系下的第二目标参数参考值。
示例性地，第一目标参数参考值和第二目标参数参考值分别可以包括电网电流参考、电容电压参考和逆变器侧电流参考。可以根据参考方程，也即公式（19）所示的两相静止坐标系下的第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。其中，两相旋转坐标系也可以称为dq坐标系。然后，根据两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，通过派克反变换，得到两相静止坐标系下的第二目标参数参考值。
本实施例通过根据参考方程确定两相静止坐标系下的第一目标参数参考值，然后根据第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，最后根据两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，通过派克反变换，得到两相静止坐标系下的第二目标参数参考值。可以通过建立角度关系，替代传统模型参数，实现第一时刻鲁棒的参考计算，进一步消除了LCL滤波器模型参数对电网电流参考、电容电压参考和逆变器侧电流参考的影响，提高了参考计算的鲁棒性。
图7为本公开实施例提供的图6中的S602的流程示意图。如图7所示，图6中的S602可以包括S701-S703。
S701、根据第一目标参数参考值确定第一目标参数的相角。
其中，第一目标参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流。
示例性地，当控制器参数与实际参数相等时，我们可以认为电流和电压参考的相位差与实际测量的电流和电压的相位差相等。因此，电网侧电流、电容器电压和逆变器侧电流的相位可计算并表示为公式（20）。
公式（20）
公式（20）中，θg为电网电流相角，θv为电容电压相角，θi为逆变器侧电流相角。
示例地，图8为本公开实施例提供的电压电流参考坐标关系示意图，当LCL滤波器模型参数与实际参数相等时，电容电压vc，电网电流ig，逆变器侧电流ii以及电网电压e之间的相位差和幅值差是由LCL滤波器的实际参数引起的。因此，当LCL滤波器模型参数与实际参数相等时，电网电流参考、电容电压参考、逆变器侧电流参考和电网电压参考之间的关系可以根据图8表示得到。
S702、根据第一目标参数的相角，确定第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差。
S703、根据第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
示例性地，图9为本公开实施例提供的电容电压参考与电网电压坐标关系示意图，图10为逆变器侧电流参考与电网电流参考坐标关系示意图，电容电压参考vref c和电网电压e之间存在相位差，逆变器侧电流参考iref i与电网电流参考iref g之间存在相位差。可以根据电网电流相角、电容电压相角和逆变器侧电流相角，确定第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差。再根据第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差、图9和图10所示的坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
本实施例通过根据第一目标参数参考值确定第一目标参数的相角，然后根据第一目标参数的相角，确定第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差，再根据第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。可以通过图9和图10分别表示电容电压参考与电网电压的坐标关系、逆变器侧电流参考与电网电流参考坐标关系，提高了参考计算的效率，同时通过建立的角度关系替代了传统模型参数，能够进一步消除了LCL滤波器模型参数对电网电流参考、电容电压参考和逆变器侧电流参考的影响，提高参考计算的鲁棒性。
图11为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法又一流程示意图。如图11所示，该方法还可以包括S1101-S1103。
S1101、对第一目标参数进行滤波，得到滤波后的第一目标参数。
示例性地，可以使用三个相同的低通滤波器(low pass filter，LPF)，对第一目标参数中的电网电流、电容电压以及逆变器侧电流进行滤波，滤波后的电网电流、电容电压以及逆变器侧电流可以表示为公式（21）。
公式（21）
公式（21）中，igαβLPF(k)为k时刻滤波后的两相静止坐标系下的电网电流，vcαβLPF(k)为k时刻滤波后的两相静止坐标系下的电容电压，iiαβLPF(k)为k时刻滤波后的两相静止坐标系下的逆变器侧电流，GLPF为滤波系数。滤波系数可以表示为公式（22）。
公式（22）
公式（22）中，为滤波器截至频率，s表示复频率。
S1102、根据滤波后的第一目标参数的相角，确定滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差。
示例性地，由于三个滤波器使用了相同的截至频率，因此，三个相同的LPF会产生相同的相位延迟和幅值衰减。使用LPF不会影响所获得相位差的准确性。则滤波后的相位可以直接通过公式（23）计算。
公式（23）
公式（23）中，θgLPF为滤波后的电网电流相角，θvLPF为滤波后的电容电压相角，θiLPF为滤波后的逆变器侧电流相角，igαLPF为滤波后的电网电流在α轴的分量，igβLPF为滤波后的电网电流在β轴的分量，vcαLPF为滤波后的电容电压在α轴的分量，vcβLPF为滤波后的电容电压在β轴的分量，iiαLPF为滤波后逆变器侧电流在α轴的分量，iiβLPF为滤波后逆变器侧电流在β轴的分量。
根据公式（23）得到的滤波后的电网电流相角、滤波后的电容电压相角和滤波后的逆变器侧电流相角，可以通过公式（24）计算电网电流与电容电压的相位差△θ1以及电网电流与逆变器侧电流的相位差△θ2。
公式（24）
S1103、根据滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
示例地，根据图9，可以观察到：
公式（25）
公式（25）中，为电容电压参考在q轴旋转坐标系对应的坐标分量，/>为电容电压参考在d轴旋转坐标系对应的坐标分量。其中，vref cq=Lgωgiref gd，Lgωgiref gd表示电容电压在q轴的分量，vref cd=eref d，eref d表示电网电压参考在d轴旋转坐标系对应的坐标分量，因此，在dq旋转坐标系下的电容电压参考可以表示为公式（26）。
公式（26）
公式（26）中，ed为电网电压在d轴旋转坐标系对应的坐标分量，本方案中，可以认为ed与eref d相等，即ed可以表示电网电压参考在d轴旋转坐标系对应的坐标分量。
根据图10，可以观察到：
公式（27）/>
公式（28）
其中，为逆变器侧电流参考在q轴旋转坐标系对应的坐标分量，iref iq=Cωgeref d，Cωgeref d表示逆变器侧电流在q轴的分量，/>为逆变器侧电流参考在d轴旋转坐标系对应的坐标分量，iref id=iref gd-CLgω2 giref gd，CLgω2 giref gd为逆变器侧电流在d轴的分量，/>为电网电流参考在d轴旋转坐标系对应的坐标分量。因此，在dq旋转坐标系下的逆变器侧电流参考可以表示为公式（29）。
公式（29）
本实施例通过对第一目标参数进行滤波，得到滤波后的第一目标参数，然后根据滤波后的第一目标参数的相角，确定滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差，再根据滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。可以减少波纹对相位计算的影响，降低相位计算的误差，从而提高参考计算的准确性。
一些实施例中，上述方法还可以包括：根据第四参数对应的价值和预设阈值，从第二电压矢量中确定目标电压矢量。
示例性地，第四参数为第二电压矢量在第三时刻对应的电网电流、电容电压和逆变器侧电流。由上述实施例可知，第二电压矢量包括至少两种。可以通过预设的价值函数计算第四参数对应的价值，然后将第四参数对应的价值与预设阈值对比，将满足预设要求的第四参数对应的电压矢量确定为目标电压矢量。预设要求可以根据实际场景需求设置，比如，预设要求可以设置为第四参数对应的价值小于预设阈值，或者，第四参数对应的价值最小。
示例性地，可以预设一个三目标价值函数Jt来计算第四参数的价值。Jt可以通过公式（30）表示。当预设要求为第四参数对应的价值最小时，可以根据价值最小的第四参数从第二电压矢量中确定出价值最小的目标电压矢量，并将目标电压矢量应用在下一个控制周期。
公式（30）
公式（30）中，λv和λi分别为电容电压和逆变器侧电流的权重因子，Jg，Jv和Ji分别为电网电流，电容电压和逆变器侧电流对应的价值函数。可以通过公式（31）表示Jg，Jv和Ji。
公式（31）
本实施例通过根据第四参数对应的价值和预设阈值，从第二电压矢量中确定目标电压矢量，可以选取最优电压矢量，并将最优电压矢量应用在下一个控制周期，进一步预测计算和参考计算的准确性。
在一个具体的实施例中，图12为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法实施示意框图。图12中的udc表示直流电压，S1、S4表示开关，abc可以理解为abc三相，a、b、c可以理解为a相、b相、c相，αβ表示两相静止坐标系，Sabc表示控制开关的信号。如图12所示，首先，对电网电流梯度、电容电压梯度和逆变器侧电流梯度进行测量和更新，将其储存在k时刻查询表中；然后，利用k时刻查询表梯度进行鲁棒预测计算；同时，电网电流、电容电压和逆变器侧电流进行滤波，计算其角度差，实现鲁棒参考计算；最后，根据价值函数评估应用在下一个控制周期的最优电压矢量。
示例性实施例中，本公开实施例还提供一种逆变器运行参数预测方法的装置，可以用于实现如前述实施例所述的逆变器运行参数预测方法。图13为本公开实施例提供的逆变器运行参数预测装置的组成示意图。如图13所示，该装置可以包括：确定单元1301、预测单元1302。
确定单元1301，用于根据第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数和第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数，确定第一电压矢量在第一周期对应的第一目标参数梯度，第二电压矢量为逆变器的逆变器侧电压矢量，第一电压矢量为第二电压矢量中的一个电压矢量，第一参数和第二参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，第二时刻为第一时刻之前的时刻。
确定单元1301，还用于根据第一目标参数梯度和第二参数，确定第三电压矢量在第一周期对应的第二目标参数梯度，第三电压矢量为第二电压矢量中除第一电压矢量外的电压矢量。
预测单元1302，用于根据第二电压矢量在第一时刻对应的第三参数、第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，预测第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数，第三参数和第四参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，第三时刻为第一时刻之后的时刻。
可选地，确定单元1301，还用于根据第二参数、第二电压矢量在第四时刻对应的第五参数，确定第二电压矢量在第二周期对应的第三目标参数梯度，第四时刻为第二时刻之前的时刻，第五参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流；根据第三目标参数梯度，确定第三目标参数梯度在第二时刻的查询表；根据第一目标参数梯度和第二目标参数梯度，确定第一目标参数梯度和第二目标参数梯度在第一时刻的查询表。
如图13所示，装置还包括：构建单元1303。
构建单元1303，用于根据逆变器的拓扑结果，建立逆变器在两相静止坐标系下的数学模型；构建单元1303，还用于通过零阶保持器方法，根据数学模型构建离散化的预测方程和参考方程。
可选地，确定单元1301，还用于根据参考方程确定两相静止坐标系下的第一目标参数参考值；根据第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值；根据两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，通过派克反变换，得到两相静止坐标系下的第二目标参数参考值。
可选地，确定单元1301，具体用于：根据第一目标参数参考值确定第一目标参数的相角，第一目标参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流；根据第一目标参数的相角，确定第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差；根据第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
可选地，确定单元1301，具体用于对第一目标参数进行滤波，得到滤波后的第一目标参数；根据滤波后的第一目标参数的相角，确定滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差；确定单元1301，具体用于根据滤波后的第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、滤波后的第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
可选地，确定单元1301，还用于根据第四参数对应的价值和预设阈值，从第二电压矢量中确定目标电压矢量。
上述逆变器运行参数预测装置所具备的有益效果，可以参考前述实施例中所述的逆变器运行参数预测方法具备的有益效果，此处不再赘述。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备。该电子设备可以是前述实施例中所述的服务器、计算机等设备，能够用于实现本公开实施例提供的逆变器运行参数预测方法。
示例性实施例中，电子设备可以包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如以上实施例所述的逆变器运行参数预测方法。
例如，图14为可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1400的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图14所示，电子设备1400可以包括计算单元1401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）中的计算机程序或者从存储单元1408加载到随机访问存储器（RAM）中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1403中，还可电子设备1400操作所需的各种程序和数据。计算单元1401、ROM 1402以及RAM 1403通过总线1404彼此相连。输入/输出（I/O）接口也连接至总线1404。
电子设备1400中的多个部件连接至I/O接口1405，包括：输入单元1406，例如键盘、鼠标等；输出单元1407，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1408，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1409，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1409允许电子设备1400通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元1401可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1401的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1401执行上文所描述的各个方法和处理，例如逆变器运行参数预测方法。例如，在一些实施例中，逆变器运行参数预测方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1408。
在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1402和/或通信单元1409而被载入和/或安装到电子设备1400上。当计算机程序加载到RAM 1403并由计算单元1401执行时，可以执行上文描述的逆变器运行参数预测方法的一个或多个步骤。
备选地，在其他实施例中，计算单元1401可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行逆变器运行参数预测方法。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
示例性实施例中，可读存储介质可以是存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使计算机执行根据以上实施例所述的方法。
示例性实施例中，计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据以上实施例所述的方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、包括这种后台部件、中间件部件、前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逆变器运行参数预测方法，所述方法包括：
第j个电压矢量在第k个控制周期中的第一目标参数梯度为：
；
其中，igαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的电网电流；vcαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的电容电压；iiαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的逆变侧电流；△igαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的电网电流梯度；△vcαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的电容电压梯度；△iiαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度；igαβ(k-1)为k-1时刻两相静止坐标系对应的电网电流，vcαβ(k-1)为k-1时刻两相静止坐标系对应的电容电压，iiαβ(k-1)为k-1时刻两相静止坐标系对应的逆变侧电流；
根据第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数和第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数，确定所述第一电压矢量在第一控制周期对应的第一目标参数梯度；
所述第二电压矢量为所述逆变器的逆变器侧电压矢量，所述第一电压矢量为所述第二电压矢量中的一个电压矢量，所述第一参数和所述第二参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，所述第二时刻为所述第一时刻之前的时刻；
第x个电压矢量在第k个控制周期的第二目标参数梯度为：
；
其中，△igαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电网电流梯度，△vcαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电容电压梯度，△iiαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度；△igαβ_x(k-1)为k-1个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电网电流梯度，△vcαβ_x(k-1)为k-1个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电容电压梯度，△iiαβ_x(k-1)为k-1个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度；△igαβ_j(k)、△vcαβ_j(k)和△iiαβ_j(k)为第j个电压矢量在第k个控制周期中的第一目标参数梯度；△igαβ_j(k-1)、△vcαβ_j(k-1)和△iiαβ_j(k-1)为第j个电压矢量在第k-1个控制周期中的第一目标参数梯度；
根据所述第一目标参数梯度和所述第二参数，确定第三电压矢量在所述第一控制周期对应的第二目标参数梯度，所述第三电压矢量为所述第二电压矢量中除所述第一电压矢量外的电压矢量；
第i个电压矢量在第k＋1时刻的第四参数的预测公式为：
；
其中，igαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电网电流，vcαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电容电压，iiαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的逆变侧电流；△igαβ_i(k)为k个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电网电流梯度，△vcαβ_i(k)为第k个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电容电压梯度，△iiαβ_i(k)为第k个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度；igαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的电网电流，vcαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的电容电压，iiαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的逆变侧电流；
根据所述第二电压矢量在所述第一时刻对应的第三参数、所述第一目标参数梯度和所述第二目标参数梯度，预测所述第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数，所述第三参数和所述第四参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，所述第三时刻为所述第一时刻之后的时刻。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
根据所述第二参数、所述第二电压矢量在第四时刻对应的第五参数，确定所述第二电压矢量在第二周期对应的第三目标参数梯度，所述第四时刻为所述第二时刻之前的时刻，所述第五参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流；
根据所述第三目标参数梯度，确定所述第三目标参数梯度在所述第二时刻的查询表；
根据所述第一目标参数梯度和所述第二目标参数梯度，确定所述第一目标参数梯度和所述第二目标参数梯度在所述第一时刻的查询表。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
根据所述逆变器的拓扑结果，建立所述逆变器在两相静止坐标系下的数学模型；
通过零阶保持器方法，根据所述数学模型构建离散化的预测方程和参考方程。
4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：
根据所述参考方程确定所述两相静止坐标系下的第一目标参数参考值；
根据所述第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值；
根据所述两相旋转坐标系下的所述第二目标参数参考值，通过派克反变换，得到所述两相静止坐标系下的所述第二目标参数参考值。
5.根据权利要求4所述的方法，所述根据所述第一目标参数参考值，通过派克变换，得到两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，包括：
根据所述第一目标参数参考值确定第一目标参数的相角，所述第一目标参数包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流；
根据所述第一目标参数的相角，确定所述第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及所述第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差；
根据所述第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、所述第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到所述两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
6.根据权利要求5所述的方法，所述根据所述第一目标参数的相角，确定所述第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及所述第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差，包括：
对所述第一目标参数进行滤波，得到滤波后的所述第一目标参数；
根据滤波后的所述第一目标参数的相角，确定滤波后的所述第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差以及滤波后的所述第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差；
所述根据所述第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、所述第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到所述两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值，包括：
根据滤波后的所述第一目标参数中的电网电流与电容电压的相位差、滤波后的所述第一目标参数中的电网电流与逆变器侧电流的相位差以及预设坐标转换关系，得到所述两相旋转坐标系下的第二目标参数参考值。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
根据第四参数对应的价值和预设阈值，从所述第二电压矢量中确定目标电压矢量。
8.一种逆变器运行参数预测装置，所述装置包括：
确定单元，用于根据第一电压矢量在第一时刻对应的第一参数和第二电压矢量在第二时刻对应的第二参数，确定所述第一电压矢量在第一周期对应的第一目标参数梯度；
第j个电压矢量在第k个控制周期中的第一目标参数梯度为：
其中，igαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的电网电流；vcαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的电容电压；iiαβ_j(k)为k时刻第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的逆变侧电流；△igαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的电网电流梯度；△vcαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的电容电压梯度；△iiαβ_j(k)为第k个控制周期中第j个电压矢量在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度；igαβ(k-1)为k-1时刻两相静止坐标系对应的电网电流，vcαβ(k-1)为k-1时刻两相静止坐标系对应的电容电压，iiαβ(k-1)为k-1时刻两相静止坐标系对应的逆变侧电流；
所述第二电压矢量为所述逆变器的逆变器侧电压矢量，所述第一电压矢量为所述第二电压矢量中的一个电压矢量，所述第一参数和所述第二参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，所述第二时刻为所述第一时刻之前的时刻；
第x个电压矢量在第k个控制周期的第二目标参数梯度为：
；
其中，△igαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电网电流梯度，△vcαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电容电压梯度，△iiαβ_x(k)为k个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度；△igαβ_x(k-1)为k-1个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电网电流梯度，△vcαβ_x(k-1)为k-1个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的电容电压梯度，△iiαβ_x(k-1)为k-1个控制周期中第x个电压矢量vx在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度；△igαβ_j(k)、△vcαβ_j(k)和△iiαβ_j(k)为第j个电压矢量在第k个控制周期中的第一目标参数梯度；△igαβ_j(k-1)、△vcαβ_j(k-1)和△iiαβ_j(k-1)为第j个电压矢量在第k-1个控制周期中的第一目标参数梯度；
所述确定单元，还用于根据所述第一目标参数梯度和所述第二参数，确定第三电压矢量在所述第一周期对应的第二目标参数梯度，所述第三电压矢量为所述第二电压矢量中除所述第一电压矢量外的电压矢量；
预测单元，用于根据所述第二电压矢量在所述第一时刻对应的第三参数、所述第一目标参数梯度和所述第二目标参数梯度；预测所述第二电压矢量在第三时刻对应的第四参数，所述第三参数和所述第四参数均包括电网电流、电容电压和逆变器侧电流，所述第三时刻为所述第一时刻之后的时刻；
第i个电压矢量在第k＋1时刻的第四参数的预测公式为：
；
其中，igαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电网电流，vcαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电容电压，iiαβ_i(k+1)为预测出的(k+1)时刻第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的逆变侧电流；△igαβ_i(k)为k个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电网电流梯度，△vcαβ_i(k)为第k个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的电容电压梯度，△iiαβ_i(k)为第k个控制周期中第i个电压矢量vi在两相静止坐标系对应的逆变侧电流梯度；igαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的电网电流，vcαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的电容电压，iiαβ(k)为k时刻两相静止坐标系对应的逆变侧电流。
9.一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1-7任一项所述的方法。
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