[发明专利]并网光伏逆变器控制参数优化方法

摘要

本发明公开了一种并网光伏逆变器控制参数优化方法，首先建立光伏发电系统小信号分析模型，利用特征值分析和灵敏度分析初步确定影响系统振荡的主要因素；对小信号模型进行多时间尺度降阶，基于降阶模型分析控制器参数对振荡模式的影响，确定需优化的主要控制器参数及其取值范围；最后建立综合考虑系统稳定性、阻尼比和振荡模态的目标函数，采用遗传算法进行参数寻优。本发明可以减少需优化的控制器参数，缩小参数的取值范围，能够有效改进光伏发电系统的振荡问题并简化参数设计的工作量。

主权项

1.一种并网光伏逆变器控制参数优化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：建立光伏发电系统小干扰分析模型：式中，x＝[x₁,…,x_n]^T和z＝[z₁,…,z_q]^T分别为系统第一至第二状态变量，u＝[u₁,…,u_m]^T为系统输入变量，为x的导数，A为系数状态矩阵，B为系统输入矩阵；ε为步骤2：分析光伏发电系统的稳定性：如果系数状态矩阵A各特征值λ_i均具有负实部，则光伏发电系统的运行点是小干扰稳定的；否则，伏发电系统的运行点是不稳定的；步骤3：计算系数状态矩阵的特征值λ_i对系统参数k_j的灵敏度：式中，w_i,u_i分别为特征值λ_i的左右特征向量，n≥i≥0，n为特征值个数；如果特征值λ_i对系统参数k_j的灵敏度为正实数，则光伏发电系统的运行点趋向不稳定状态变化；如果特征值λ_i对系统参数k_j的灵敏度为负实数，则光伏发电系统的运行点趋向稳定状态变化；如果特征值λ_i对系统参数k_j的灵敏度为复数，其实部代表着光伏系统中控制器参数变化对相应特征值振荡阻尼的影响，其虚部代表光伏系统中控制器变化对相应特征值振荡频率的影响；步骤4：对光伏发电系统小干扰分析模型进行多时间尺度降阶：式(3)的解X₀为式(1)的退化解，其中步骤5：确定需优化的控制器参数及其取值范围：依次设定各控制器的参数为变量，令其在0.01倍至2倍初始值的范围内以0.01的步长变化,记录光伏发电系统在时间尺度降阶条件下随参数变化的振荡模式；观察特征值随控制器参数变化的轨迹，记录令特征值负实部绝对值增大和虚部绝对值减小的参数取值区间，记参数取值区间为[k_jmin,k_jmax]；步骤6：建立综合考虑系统稳定性、阻尼比和振荡模态的目标函数：如果各特征值均没有正实部；S₁为所有位于复平面左半平面特征值的负实部绝对值之和，否则，将S₁赋值为‑10000；S₂表示各特征值虚部的绝对值之和；S₃等于共轭复根的个数m；在步骤4所确定的各控制器参数的范围内采用遗传算法求解最优解。