[发明专利]风力发电装备黑箱模型的辨识方法、装置、终端及介质

说明书

本发明提供了一种风力发电装备黑箱模型的辨识方法及装置，包括：辨识机侧变流器的控制方式，将网侧变流器断开，并将直流侧电容用直流电压源代替，在直流端口注入扰动电压，扫频测量机侧变流器直流端口的阻抗，计算机侧变流器外环比例系数的灵敏度，根据灵敏度在高频段的大小，判断机侧变流器采用的控制方式。然后，辨识网侧变流器的控制方式，将机侧变流器用恒功率源或恒直流电流源替代，并在网侧变流器交流端口注入扰动电压，扫频测量网侧变流器交流端口的阻抗，根据该阻抗幅值在基频处有无谐振峰判断网侧变流器采用的控制方式。本发明利用端口阻抗频率特性实现风力发电机组典型控制方式的辨识，具有可操作性强、实现方便等优点。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体地，涉及一种风力发电装备黑箱模型的辨识方法、装置、终端及介质。

背景技术

在全球能源资源逐渐短缺以及环境问题日益严峻的背景下，各国不断寻求绿色清洁的可再生能源作为应对环境问题的解决措施，尤其是风能，各国尤为重视。中国风力资源丰富，近些年来风电装机容量几乎呈指数级增长，我国风电总装机容量世界第一，风电已成为我国第三大主力电源。

双馈风电机组和永磁直驱风电机组作为风电场中的常用机组，其动态特性一直是风电并网稳定性研究的热点。而变流器直接决定了双馈风电机组和永磁直驱风电机组的动态特性，为建立变流器的仿真模型和数学模型，必须知道变流器所采用的控制策略和控制参数。而风机厂家因技术保密，一般不会公开变流器所采用的控制策略和控制参数，即存在黑/灰箱问题，这给风电机组的准确建模带来了不便。为解决该问题，国内学者展开了大量的研究，然而已有文献多是集中在风电机组电气参数以及控制器参数的辨识，即解决了灰箱问题，但是对控制策略的辨识即黑箱问题研究甚少。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种风力发电装备黑箱模型的辨识方法及、装置、终端及介质。

本据本发明的一个方面，提供了一种风力发电装备黑箱模型的辨识方法，包括：

断开网侧变流器，并采用直流电压源代替直流侧电容，扫频测量机侧变流器直流端口阻抗，调整机侧变流器外环比例系数，扫频得到另外一组机侧变流器直流端口阻抗；

基于所述机侧变流器直流端口阻抗，计算机侧变流器外环比例系数的灵敏度，根据高频处灵敏度大小判断机侧变流器采用的控制方式；

将机侧变流器采用恒功率源或恒直流电流源替代，扫频测量网侧变流器交流端口阻抗；

基于所述网侧变流器交流端口阻抗，检测基频处阻抗幅值有无谐振峰值，据此判断网侧变流器采用的控制方式，完成对黑箱模型的辨识。

优选地，所述机侧变流器控制方式包括：

双馈风电机组机侧变流器采用有功功率/无功功率控制或转矩/无功功率控制；

永磁直驱风电机组机侧变流器采用转矩控制或转速控制；

所述网侧变流器控制方式包括：

双馈风电机组和永磁直驱风电机组网侧变流器均采用直流电压/无功功率控制或直流电压/交流电压控制。

优选地，所述断开网侧变流器，并采用直流电压源代替直流侧电容，扫频测量机侧变流器直流端口阻抗，调整外环控制器比例系数，扫频得到另外一组机侧变流器直流端口阻抗，包括：

断开网侧变流器，并用直流电压源代替直流侧电容；在永磁直驱风电机组和/或双馈风电机组的机侧变流器直流端口注入谐波扰动电压，通过FFT分析提取谐波电压Δu_dc1和谐波电流Δi_dc1，计算得到机侧变流器直流端口阻抗Z_dc1：