[发明专利]一种并网逆变器运行参数的仿真优化方法

权利要求书

1.一种并网逆变器运行参数的仿真优化方法，其特征在于，首先基于Simulink仿真平台构建并网逆变器仿真模型，然后将该并网逆变器仿真模型转换为RT-LAB环境中，通过运行该并网逆变器仿真模型对并网逆变器运行中的运行参数进行仿真测试，并通过控制系统对运行参数进行优化；所述的控制系统包括上位机和控制器DSP，上位机和控制器DSP通过仿真器连接；所述并网逆变器运行中的运行参数包括控制参数和环境参数，所述控制参数为PI调节器的比例系数和积分系数，所述环境参数为逆变器有功功率和电网电压；具体步骤如下：

步骤1，搭建并网逆变器仿真模型；

所述并网逆变器仿真模型由光伏阵列、逆变器主电路、滤波器和电网模块组成，其中，光伏阵列与逆变器主电路相连，逆变器主电路与滤波器相连，滤波器与电网模块相连，逆变器主电路通过串口通信与控制器DSP连接；

步骤2，仿真时段的设立；

令进行一次仿真测试的时长为仿真时长L，将仿真时长L等分为n个仿真时段，每一个仿真时段的时长记为仿真时段时长v，v＝L/n，将n个仿真时段中的任一个仿真时段记为仿真时段S_x，x＝1,2...n；

步骤3，给定每个仿真时段的比例系数测试值和积分系数测试值，并组成一个比例系数测试值和积分系数测试值的集合A,A＝{(K_p1,K_I1),(K_p2,K_I2)...,(K_px,K_Ix)...,(K_pn,K_In)},其中，K_px为仿真时段S_x对应的比例系数测试值，K_Ix为仿真时段S_x对应的积分系数测试值；

步骤4，通过有功功率的仿真测试进行最佳控制参数的选择；

步骤4.1，给定m个逆变器有功功率测试值，并组成一个逆变器有功功率测试值集合B,B＝{P_n1,P_n2…,P_nj…,P_nm},其中，P_nj为集合B中任意一个逆变器有功功率测试值，j＝1,2...,m；

步骤4.2，在一个仿真时段S_x内，输入集合B中的每一个逆变器有功功率测试值并运行并网逆变器仿真模型，其中一个逆变器有功功率测试值输入后的测试过程如下:逆变器有功功率测试值P_nj输入后保持2分钟，通过控制器DSP实时追踪逆变器交流侧电压U_f和电流I_f，并每间隔0.2秒计算一次逆变器有功功率实时值P_nz，P_nz＝U_f×I_f，即对于一个逆变器有功功率测试值P_nj，得到600个逆变器有功功率实时值P_nz，对后300个逆变器有功功率实时值P_nz求平均数得到与P_nj对应的逆变器有功功率仿真平均值并得到与P_nj对应的控制误差△P，PN为给定的逆变器有功功率额定值；

对集合B中的m个逆变器有功功率测试值进行上述输入和计算后，得到m个逆变器有功功率仿真平均值和m个控制误差△P，并绘制出一条曲线，其中t为时间；

将m个控制误差△P相加并求平均值得到仿真时段S_x内的控制误差平均值为将该控制误差平均值与光伏发电并网逆变器检测技术规范中给定的允许控制误差进行比较，若满足技术规范要求，则将该曲线记录为有效曲线，并进入步骤4.3；如果未满足技术规范要求，则删除该仿真时段S_x及对应的所有测试数据和曲线；

步骤4.3，对集合A中的每一个仿真时段进行步骤4.2的输入和计算，共得到n1条有效曲线，n1≤n；

步骤4.4,对n1条有效曲线中的每一条曲线，考察逆变器有功功率仿真平均值的变化趋势，并记录其超调量σ，得到与n1条有效曲线对应的n1个超调量σ；在n1个超调量σ中选择数值最小的超调量σ，并将该超调量σ对应的有效曲线作为最佳曲线，最佳曲线对应的比例系数测试值为最佳比例系数K_p，最佳曲线对应的积分系数测试值记为最佳控制参数K_I；

步骤5，输入步骤4得到的最佳比例系数K_p和最佳积分系数K_I，继续运行并网逆变器仿真模型进行电网电压的仿真测试；

步骤5.1，给定每个仿真时段S_x电网电压的测试值，并组成一个电网电压测试值的集合C,C＝{U₁,U₂...,U_x...,U_n},其中，U_x为仿真时段S_x对应的电网电压测试值，U₁为仿真时段S₁对应的电网电压测试值，U_n为仿真时段S_n对应的电网电压测试值；

步骤5.2，在每一个仿真时段S_x内，调节电网装置，使输出的电网电压从给定的电网电压额定值跃至电网电压测试值U_x，通过控制器DSP实时追踪逆变器有功功率值P_w和逆变器无功功率值Q_w，并通过串口通信反馈到上位机中；n个仿真时段S_x结束后，共得到n组逆变器有功功率P_w和逆变器无功功率Q_w，并自动生成一条P_w-Q_w-t的变化曲线；

步骤5.3,考察P_w-Q_w-t的变化曲线，判断该逆变器仿真模型在环境参数电网电压变动时是否能够正常运行，如果能够正常运行，则进入步骤6；如果不能正常运行，则返回步骤3；

步骤6，记录本次运行中得到的运行参数，本次优化结束。