[发明专利]一种变流器惯量与阻尼的辨识方法

说明书

本发明公开了一种变流器惯量与阻尼的辨识方法。该辨识方法包括：获取所述变流器接入电网公共点的输出响应功率；其中，所述变流器包括虚拟同步机；建立所述虚拟同步机的传递函数模型；其中，所述传递函数模型建立了负荷功率扰动量和所述输出响应功率的函数关系模型；根据所述传递函数模型建立传递函数套索回归模型；对所述传递函数套索回归模型进行求解，得到所述变流器惯量和阻尼的辨识结果。本实施例提供的变流器惯量与阻尼的辨识方法能够避免变流器惯量和阻尼求解不稳定的现象以及所得结果与真实值存在极大偏差的情况，提升辨识精度和稳定性。

技术领域

本发明涉及新能源发电控制技术领域，尤其涉及一种变流器惯量与阻尼的辨识方法。

背景技术

随着风电、光伏等新能源发电渗透率的提高，传统发电机组容量占比不断降低。新能源通过电力电子变流器接入电网，其缺乏传统同步发电机的惯性与阻尼特征，导致高比例新能源电力系统稳定性降低。近年出现的虚拟同步机技术使得电力电子变流器能够模拟出同步发电机的机电暂态特性以及阻尼功率振荡的能力，对电力系统稳定性起到积极作用。虚拟惯量和阻尼表征了变流器虚拟同步机的控制性能，对电网稳定性评估和动态性能评估至关重要。现有变流器虚拟同步机运行的惯量与阻尼辨识大多采用最小二乘法、递推最小二乘法。

然而，最小二乘法未考虑虚拟同步机惯量与阻尼参数之间的相关性，当最小二乘系数矩阵为病态矩阵时，变量间会出现严重的多重共线性，出现求解不稳定的现象，导致求解所得结果与真实值之间存在极大的偏差。

发明内容

本发明提供了一种变流器惯量与阻尼的辨识方法，以解决变流器虚拟同步机的惯量和阻尼出现求解不稳定的现象，导致求解所得结果与真实值之间存在极大的偏差的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种变流器惯量与阻尼的辨识方法包括：

获取所述变流器接入电网公共点的输出响应功率；其中，所述变流器包括虚拟同步机；

建立所述虚拟同步机的传递函数模型；其中，所述传递函数模型建立了负荷功率扰动量和所述输出响应功率的函数关系模型；

根据所述传递函数模型建立传递函数套索回归模型；

对所述传递函数套索回归模型进行求解，得到所述变流器惯量和阻尼的辨识结果。

可选地，获取变流器接入电网供公共点的输出响应功率数据包括：

向所述变流器施加指令功率阶跃信号；

采集所述电网公共点的输出响应功率数据ΔP_e(k)，k＝1,2，……，N；其中，N为数据长度，。

可选地，在获取变流器接入电网供公共点的输出响应功率数据，其中，所述变流器包括虚拟同步机之后，还包括：

滤除所述输出响应功率数据中的高频成分，并将所述输出响应功率数据转换为标幺值。

可选地，建立虚拟同步机的传递函数模型的步骤，包括：

获取所述虚拟同步机的转子运动方程；

对所述转子运动方程建立二阶传递函数模型，得到所述虚拟同步机的传递函数模型。

可选地，所述变流器虚拟同步机转子运动方程，包括：

其中，δ为变流器虚拟功角，为角速度偏差标幺值，w为变流器虚拟角速度，w₀为电网额定角速度，H为虚拟惯量，D为虚拟阻尼系数，P_e为变流器输出功率标幺值，P_m为指令功率标幺值；

所述虚拟同步机的二阶传递函数模型，包括：