[发明专利]一种光伏发电系统模型辨识系统和方法

说明书

本发明公开了一种光伏发电系统模型辨识系统和方法，涉及光伏发电技术领域。本发明包括如下步骤：步骤一：建立光伏发电系统的可变参数仿真模型。步骤二：运用改进粒子群算法，确定待优化参数、迭代次数、粒子最大速度、位置信息、输入采样数据。步骤三：将每个个体编码转换成光伏发电系统参数代入模型。步骤四：判断模型误差值是否满足预设条件，满足则输出结果，不满足更新模型直至满足结束。本发明通过针对光伏发电系统模型进行高低电压策略与参数辨识，同时利用实测的输入和输出，以目标函数满足预设条件为目标，开展光伏发电系统在不同工况下的模型参数辨识，同时实现光伏电站精准建模，为构建以新能源为主体的新型电力系统提供基础。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，特别是涉及一种光伏发电系统模型辨识系统和方法。

背景技术

我国目前正在构建新型电力系统，光伏、风电等新能源装机呈高速增长态势，而大规模、高比例新能源接入为电网运行、方式计算带来了巨大的挑战，因此迫切需要结合现场实测开展新能源厂站仿真参数辨识，克服不同工况下光伏场站建模复杂性高、模型参数辨识不确定性大，调度困难等难题。以光伏发电为例的新能源发电通过电力电子变流器接入电网，这一特点使其外特性不同于传统同步电源，给电网精确计算造成了一定的困难。对于目前大多数的光伏发电系统，在稳态运行时，经过逆变升压，对电网表现为一个功率源，对电网相关计算的影响尚不明显。当在电网发生故障时，由于不同品牌、不同系列的逆变器所采用的低电压穿越策略与参数并不相同，此时电源会对接入点低电压故障表现出不同的外特性。因此迫切需要切实可行的方法对光伏电站整体建模，得到其准确的数学模型。以满足电网计算需求，以满足电网稳定分析、事故反演等生产运行实际需求。

其研究思路基本是通过研究逆变器参数来进行稳态控制参数的控制，建立相应的目标函数，通过目标函数值判断拟合程度，修改相关参数反复迭代，最终求取得到一组较为准确的光伏发电系统参数。针对逆变器控制中内外环耦合导致参数不可唯一辨识的问题，基于虚拟量测激励法，提出了一种光伏逆变器控制参数的分步辨识方法，实现了各参数的独立辨识。如何对现场光伏系统在不同工况下的完整LVRT(低电压穿越)过程进行准确地建模仍然是一个重大的技术挑战，缺乏在对光伏发电系统的高低电压穿越控制策略辨识方法，并利用现场试验数据进行验证，从而得到光伏发电系统的高低电压策略与参数辨识的具体控制参数。针对构建以新能源为主体的新型电力系统的机遇和挑战，解决行业生产中的痛点与难点，全力服务国家“双碳”战略目标和“四新四化”建设。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏发电系统模型辨识系统和方法，解决了现有技术中的如何对现场光伏系统在不同工况下进行准确地建模、辨识系统参数的技术问题。

为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种光伏发电系统模型辨识方法，包括如下步骤：

步骤一：建立光伏发电系统的可变参数仿真模型，并确定待优化参数、迭代次数、粒子最大速度、位置信息、输入采样数据；

步骤二：设置改进粒子群优化算法的各控制参数值，然后初始化粒子群优化算法的参数群体，在速度区间和搜索空间上随机初始化速度和位置，设置粒子群规模为M，每个粒子随机初始化一个飞翔速度；

步骤三：将每个个体编码转换成光伏发电系统参数代入模型，给模型输入采样信号x，得到仿真输出ym，计算个体适应度、粒子位置和速度；

步骤四：若模型误差值满足预设条件，则输出结果，辨识结束，若模型误差值未满足最小界限，则更换参数群体、更换速度和位置，产生新一代群体再次回到步骤三重新进行计算，直至模型误差值满足最小界限。

可选的，光伏发电系统采用光伏电池模型和光伏阵列集成模型，建立系统输出功率数学模型，任意时刻的光伏发电系统输出功率计算公式表示为：

P_t^pv＝η^pvA_sR_s(t)