[发明专利]一种基于特征模型的微电网动态等效建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于特征模型的微电网动态等效建模方法，属于电力系统建模与控制领域。

背景技术

微电网是提高分布式可再生能源利用效率、区域供电可靠性的有效手段。微电网集分布式发电系统、负荷以及储能系统于一体，通过电力电子设备实现可再生能源分布式发电系统的就近供电，并通过储能系统实现系统的安全稳定运行。随着发电、供电技术的发展，越来越多新能源分布式发电系统将并网发电，或通过集群的方式，或通过微电网分散的方式，以此给传统电力系统带来很多未知因素。其随机性、波动性对电网的安全稳定运行造成一定的影响。

微电网可以运行在孤岛状态也可以运行在并网状态，随着微电网规模、容量以及电压等级的不断提高，微电网对于配网的影响更加明显。因此，微电网的规划、建设应纳入大电网统一框架下进行，参与大电网的规划分析和仿真计算，因此一个合适的微电网模型至关重要。

微电网内部包含大量电力电子设备，实际运行过程中，通过对电力电子设备的合理控制实现微电网安全稳定运行。电力电子设备的动态过程非常复杂，随着微电网容量和数量的增多，其内部元件的相互作用更加复杂，利用微电网元件内部详细模型参与配电网仿真显得不合适。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于特征模型的微电网动态等效建模方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于特征模型的微电网动态等效建模方法，首先采集能揭示微电网动态特征的量测数据，然后基于量测数据构建特征模型，最后基于量测数据确定特征模型的阶数，基于量测数据确定特定阶数特征模型的参数，确定了阶数和参数的特征模型即为微电网的动态等效模型。

采用阻尼递推最小二乘法利用量测数据对不同阶数的特征模型进行辨识拟合，以拟合精度和计算速度之和作为判断迭代的评判标准，确定模型阶数。

特征模型为二阶特征模型，具体为，

y(t+1)＝F₁(t)y(t)+F₂(t)y(t-1)+G₁(t)u(t)+G₂(t)u(t-1)

其中，y(t+1)为下一时刻的输出，y(t)为当前时刻的输出，y(t-1)为上一时刻的输出，u(t)为当前时刻的输入，u(t-1)为上一时刻的输入，F₁(t)，F₂(t)，G₁(t)，G₂(t)为当前时刻的系统参数矩阵。

采用阻尼递推最小二成算法利用量测数据对特定阶数特征模型进行参数辨识；

该阻尼递推最小二乘法的目标函数为，

其中，为目标函数，Y(t)为量测数据输出量，H(t)为微电网矩阵，为当前时刻的参数值，为上一时刻的参数值，λ为遗忘因子，μ为阻尼因子，k＝[t-N,t]为时间序列，t为采样时间，N为整数。

量测数据为出现扰动时微电网并网接入点的电压数据、电流数据和功率数据。

在参数辨识过程中，分别将电压数据和功率数据作为输入输出进行参数辨识，分别将电流数据和功率数据作为输入输出进行参数辨识，以此增加辨识系统的鲁棒性和稳定性。

利用新的量测数据对微电网的动态等效模型进行拟合，确定模型的准确性和合理性。

本发明所达到的有益效果：本发明将微电网视为一整体可控单元，从微电网的接入点量测数据入手，利用特征模型来描述微电网系统动态特性，在分析微电网接入对电力系统的影响以及微电网规划时，不需要分析具体微电网结构，而是以特征模型的形式来表征微电网，利用其等效模型来模拟微电网动态特性，由此提高系统的仿真速度。

具体实施方式

以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

微电网通过电力电子控制接入大电网，从大电网的角度其可视为一可控的元件，可表现为吸收能量的“负荷”或者释放能量的“电源”，整体上表现为一可控“虚拟元件”。当微电网参与电力系统仿真时，不需要过多关注微电网自身内部的动态特性，从微电网的接入点电压、电流、功率以及频率数据入手，分析其动态特性，提取其动态特征。

基于上述原理，本申请的一种基于特征模型的微电网动态等效建模方法，具体如下：

步骤1：采集能揭示微电网动态特征的量测数据。