一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源建模方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源建模方法，包括以下步驟：步驟一、從機理分析著手結(jié)合統(tǒng)計，對影響逆變器電源短路電流輸出的因素進(jìn)行分類；步驟二、確定若干典型的逆變器，及其短路輸出電流的影響因素，影響因素分為三類：控制策略、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、配電網(wǎng)短路類型；步驟三、建立所有控制策略下的短路模型，并擬合模型參數(shù)；模型參數(shù)用于分析逆變器電源故障。本發(fā)明大大減少工作量，提高逆變器電源短路仿真效率，方便逆變器電源故障分析，適用于電力系統(tǒng)對分布式電源系統(tǒng)的調(diào)度、聯(lián)合運行與協(xié)調(diào)控制、隨機模擬等需要快速建模與簡單模型結(jié)構(gòu)的研究領(lǐng)域。
【專利說明】
一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源建模方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力設(shè)備建模技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源建模 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，由于全球環(huán)境污染、常規(guī)能源短缺等問題，在科技進(jìn)步和激勵政策推動 下，太陽能光伏發(fā)電得到各國政府的重視和支持，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。隨著分布 式發(fā)電及微電網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種類型的分布式電源(其中多為逆變型分布式電源)將 接入配電系統(tǒng)或構(gòu)成微電網(wǎng)。
[0003] 配電網(wǎng)一般是指電壓等級在IlOkV以下用于城鎮(zhèn)范圍內(nèi)電能傳輸和分配的電網(wǎng)。 傳統(tǒng)配電網(wǎng)內(nèi)部一般不含有電源，傳統(tǒng)配電網(wǎng)中變電站是唯一的電源且與大型發(fā)電機組的 電氣距離較遠(yuǎn)，相對而言系統(tǒng)運行變化方式較小，短路電流變化范圍不大，短路電流方向恒 定，所以傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護(hù)方案一般是只在系統(tǒng)側(cè)配置不含方向元件的階段式電流保護(hù)， 通過上下級保護(hù)定值和動作時間的配置保證保護(hù)的選擇性，并在線路系統(tǒng)側(cè)配置三相一次 重合閘。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)一般是功率單向流動的輻射型網(wǎng)絡(luò)，分布式電源的接入，改變配電網(wǎng) 的結(jié)構(gòu)形態(tài)，使其由傳統(tǒng)的功率單向流動的輻射型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)楣β孰p向流動的有源網(wǎng)絡(luò)， 將會嚴(yán)重影響到傳統(tǒng)配電網(wǎng)的單端保護(hù)配置可靠性，方案有時無法及時、準(zhǔn)確地將故障切 除造成對配電系統(tǒng)穩(wěn)定、設(shè)備健康狀態(tài)的破壞;風(fēng)電、光伏等分布式電源的發(fā)電機理、并網(wǎng) 結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)與傳統(tǒng)電源有很大區(qū)別，短路電流計算模型不明確，不利于分析其接入對 配電網(wǎng)短路電流分布以及保護(hù)的影響；分布式電源的接入點和接入方式多樣，對傳統(tǒng)電流 保護(hù)的影響不同，不利于傳統(tǒng)電流保護(hù)的整定配合;風(fēng)電、光伏等分布式電源出力的間歇性 和隨機波動性以及并網(wǎng)或者孤島運行等運行方式的變化，會造成配電網(wǎng)的運行方式變化 大，對保護(hù)提出了新問題。因此，為了保證分布式電源接入情況下配電網(wǎng)保護(hù)的可靠動作， 并且充分利用分布式電源來提高供電可靠性，有必要開展適應(yīng)分布式電源接入的配電網(wǎng)保 護(hù)的研究。
[0004] 由于分布式電源的接入，給配電網(wǎng)的保護(hù)帶來了諸多不利的影響，尤其對于較高 電壓等級的配電線路影響更大。分布式電源接入給保護(hù)帶來的影響主要有：
[0005] 1)改變保護(hù)范圍，可能引起保護(hù)失去選擇性，靈敏度降低，拒絕動作和誤動作等；
[0006] 2)配電網(wǎng)故障電流水平發(fā)生變化，給保護(hù)裝置和斷路器的容量提出了更高要求；
[0007] 3)影響原有過流保護(hù)，焰斷器以及重合閘之間的配合；
[0008] 4)當(dāng)未經(jīng)逆變器接口分布式電源接入時，可能會產(chǎn)生諧波影響保護(hù)正確動作； [0009] 5)分布式電源的接入可能會造成故障點電弧不熄滅或者非同期合閘。
[0010]分布式電源復(fù)雜的故障電流特性和多變的運行方式導(dǎo)致傳統(tǒng)繼電保護(hù)性能劣化， 嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。同時，這也使得傳統(tǒng)的以交流同步電機供電電源為基礎(chǔ)的 短路電流分析理論和方法難以滿足分布式電源接入后電網(wǎng)故障分析的要求，給以故障特征 為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)原理研究帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這已成為制約分布式發(fā)電技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展 和應(yīng)用的重要技術(shù)瓶頸，存在大量的理論和技術(shù)問題亟待解決。由于逆變器電源的多樣性 和其運行控制的復(fù)雜性，以及配電網(wǎng)短路的的多樣性，工程師和研究人員必須根據(jù)實際情 況不斷改進(jìn)并網(wǎng)變換器的傳統(tǒng)控制策略，使已有的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)具備故障穿越能力。這使 得傳統(tǒng)的僅針對特定的逆變器電源建立的模型不再適用，而需每次根據(jù)配不同的電網(wǎng)及逆 變器電源重新建立模型，工作瑣碎且效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種配電網(wǎng)短路下的 逆變器電源建模方法，從逆變型分布式電源的外部短路特性入手，分析、歸納、綜合主要影 響因素，結(jié)合短路動模實驗數(shù)據(jù)通過由點到線再到面的建模方式，建立比較標(biāo)準(zhǔn)且普遍適 用的逆變器電源短路模型的方法，該模型具有通用性。
[0012] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0013] 根據(jù)本發(fā)明提出的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法，包括以下步 驟：
[0014] 步驟一、從機理分析著手結(jié)合統(tǒng)計，對影響逆變器電源短路電流輸出的因素進(jìn)行 分類；
[0015] 步驟二、確定若干典型的逆變器，及其短路輸出電流的影響因素，影響因素分為三 類:控制策略、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、配電網(wǎng)短路類型；
[0016] 步驟三、建立所有控制策略下的短路模型，并擬合模型參數(shù);模型參數(shù)用于分析逆 變器電源故障；
[0017] (301 )、綜合步驟二中確定的各個影響因素；
[0018] (302 )、指定一種控制策略，在此控制策略下，任選一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，之后在短路類型 中根據(jù)不同短路類型建模；
[0019] (303)、然后再指定另一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，完成該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所對應(yīng)的不同短路類型的建 模；
[0020] (304)、重復(fù)(303)，直至完成指定控制策略下的所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的建模；
[0021] (305)、指定另一種控制策略，重復(fù)(302)-(304)，直至所有控制策略下的短路模 型都已建立；
[0022] (306)、根據(jù)(305)建立好的短路模型進(jìn)行短路動模試驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，擬合模型 參數(shù);模型參數(shù)用于分析逆變器電源故障。
[0023] 作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法進(jìn)一步優(yōu)化方 案，所述不同短路類型是指配電網(wǎng)三相短路、兩相短路以及單相接地短路。
[0024] 作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法進(jìn)一步優(yōu)化方 案，所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為全橋、H橋或推挽式結(jié)構(gòu)。
[0025] 作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法進(jìn)一步優(yōu)化方 案，所述控制策略為PQ控制、VF控制或下垂控制。
[0026] 作為本發(fā)明所述的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法進(jìn)一步優(yōu)化方 案，模型建立后，每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在特定控制策略下的短路模型都有一個唯一的編號，一旦被 選定，便通過對多路開關(guān)控制信號輸入不同編號來選定該種短路模型從而進(jìn)行仿真。
[0027] 本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
[0028] (1)本發(fā)明從逆變型分布式電源的外部短路特性入手，分析、歸納、綜合主要影響 因素，結(jié)合短路動模實驗數(shù)據(jù)通過由點到線再到面的建模方式，建立比較標(biāo)準(zhǔn)且普遍適用 的逆變器電源短路模型的方法，該模型具有通用性且可以根據(jù)需要進(jìn)一步拓展；
[0029] (2)從逆變器電源的控制策略出發(fā)，依次考慮逆變器電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及配電網(wǎng) 短路方式進(jìn)行建模;該種方法大大減少工作量，提高逆變器電源短路仿真效率，方便逆變器 電源故障分析，適用于電力系統(tǒng)對分布式電源系統(tǒng)的調(diào)度、聯(lián)合運行與協(xié)調(diào)控制、隨機模擬 等需要快速建模與簡單模型結(jié)構(gòu)的研究領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0030] 圖1是基于電網(wǎng)電壓矢量定向控制的雙閉環(huán)控制策略控制框圖。
[0031]圖2是功率流動示意圖。
[0032]圖3是建模方法流程示意圖。
[0033]圖4是模型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0035]下面基于Matlab/Simulink平臺，建模配電網(wǎng)短路情況下逆變器電源的建模過程， 如圖3流程圖所不。
[0036] 步驟一:分析逆變器電源的外部短路特性；
[0037] 由于逆變器電源種類繁多，現(xiàn)基于一種目前廣泛采用的電網(wǎng)電壓矢量定向控制的 雙閉環(huán)控制策略進(jìn)行分析，具體的控制框圖如圖1。在Park坐標(biāo)系下，三相電壓電流可以轉(zhuǎn) 換成d軸和q軸分量，將d軸定向于并網(wǎng)點電壓矢量，通過電壓矢量定向方法可以實現(xiàn)PQ解耦 控制，即P = UId，Q = UIq，其中U為并網(wǎng)點電壓，Id為有功電流分量，Iq為無功電流分量。功率 外環(huán)將測量到的電網(wǎng)側(cè)輸出的有功功率P m、無功功率仏和有功功率和無功功率參考值Pre3f、 Qref做差，經(jīng)過比例積分環(huán)節(jié)，得到內(nèi)環(huán)控制電流基準(zhǔn)分量Idref、Iqref。電流內(nèi)環(huán)再將其與電 流測量值Id、I q作比較，再通過PI控制得到脈寬調(diào)制基準(zhǔn)值，通過SPffM控制（圖1中將此環(huán)節(jié) 等效為一階滯后環(huán)節(jié))得到逆變器觸發(fā)脈沖的觸發(fā)信號，從而達(dá)到控制輸出有功和無功的 目的。其中在電流反饋控制環(huán)節(jié)中加入限幅環(huán)節(jié)，以保證輸出電流不超過規(guī)定值。綜上，根 據(jù)圖1，電流型定功率控制策略的控制方程根據(jù)輸出電流的大小有：
[0038]
[0039]其中Pref、Qref為基于最大功率跟蹤控制下的直流側(cè)輸入功率，一般情況下為保持 電源單位功率運行，取Qref為零。Um為出口電壓，I為逆變型電源輸出電流，Imax為限幅電流。 出口電壓UjPd軸電流的頻域響應(yīng)方程為：
⑵
[0040]
[0041 ]
(3)
[0042] 其中，Τ_、Κ_為P麗環(huán)節(jié)等效控制參數(shù)，R，L為逆變器回路等值電阻、電感，Kip、Kn 為電流控制環(huán)節(jié)控制參數(shù)。響應(yīng)方程所包含極點與電流控制回路相同，因此具有快速響應(yīng) 的特點。
[0043] 步驟二:調(diào)研影響逆變器電源的短路電流輸出的因素，并將之分類；
[0044] 調(diào)研發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的電力系統(tǒng)中可將影響因素可分為：
[0045] 第一:控制策略。逆變型電源輸出電壓電流的頻率由網(wǎng)側(cè)逆變器的控制策略決定， 輸出電壓幅值由直流側(cè)電壓幅值和逆變器的控制策略共同決定，由公式(3)電流的頻域響 應(yīng)與輸出電壓有關(guān)。逆變器電源運行控制控制策略分為PQ控制，VF控制和下垂控制以及倒 下垂控制。逆變器電源構(gòu)成微網(wǎng)分為并網(wǎng)與孤網(wǎng)兩種運行模式，考慮到為配電網(wǎng)短路情況 下即并網(wǎng)運行，以PQ控制、VF控制和下垂控制為主。PQ控制下其接入點電壓和頻率由大電網(wǎng) 提供支撐，可以不考慮頻率和電壓的調(diào)節(jié)，頻率和電壓的調(diào)節(jié)由大電網(wǎng)完成，此時逆變器電 源僅發(fā)送或吸收功率，假設(shè)逆變器輸出電流為通過dq變換得到的d軸和q軸電流分別為Id、 Iq，電壓為Ud、uq，由于uq = 0,所以當(dāng)設(shè)定逆變器輸出的有功功率Pref和無功功率Qref時，逆變 器輸出的參考電流應(yīng)為：
[0046]
(4)
[0047] 公式(4)可知逆變器電源短路電流輸出與有功功率P和無功功率Q有關(guān)；
[0048] 第二:逆變器電源主電路拓?fù)?。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般都由DC/DC變換電路和DC/AC變換電 路構(gòu)成。其中DC/DC變換電路，它可以分為Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic、Zete電路以 及正激、反激、推挽、半橋、全橋隔離變換器;而DC/AC變換電路也可以分為推挽逆變、半橋逆 變、全橋逆變電路等。不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下短路電流均不相同且并網(wǎng)點電壓、電流受分布式電源 上游阻抗即系統(tǒng)側(cè)阻抗、并網(wǎng)點到短路點線路阻抗影響。若一條線路上的有功、無功功率從 A點流向B點，如圖2所示。從A點流向B點的有功功率和無功功率計算公式可表示為：
[0049]
[0050] 在高壓傳輸線上，線路參數(shù)中感抗遠(yuǎn)大于電阻，即X?R，當(dāng)功率角較小時，可以認(rèn) 為??ηδ = δ，(3〇8δ = 1，那么上式可以近似簡寫為：
[0051]
[0052] 對于中低壓配網(wǎng)傳輸線，由于線路中感抗與電阻接近或者遠(yuǎn)小于電阻，那么從式 (5)求得的方程可以改寫為：
[0053]
[0054] 而分布式電源大多接在中低壓配電網(wǎng)上，P、Q可參照公式(7)考慮。
[0055] 第三：配電網(wǎng)短路類型。實際電網(wǎng)運行中可能出現(xiàn)三相對稱短路、兩相不對稱短 路、單相接地短路等一系列短路現(xiàn)象，大多故障為瞬時性產(chǎn)生，其中以單相短路接地最為頻 繁。當(dāng)發(fā)生單相短路接地故障時短路電流值會大大增加，對逆變器電源及大電網(wǎng)造成負(fù)面 影響。
[0056] 第四：故障點的位置。故障點位置距離分布式電源較遠(yuǎn)時，電壓跌落程度較輕，分 布式電源輸出電流沒有達(dá)到限幅條件，分布式電源可以等效為輸出功率一定的壓控電流 源，反之當(dāng)故障點位置距離分布式電源較近時，并網(wǎng)點跌落程度較重，分布式電源輸出電流 達(dá)到限幅值，分布式電源可以等效為輸出電流幅值大小一定的壓控電流源。
[0057] 第五:分布式電源容量。在分布式電源接入容量較小時(一般為接入點短路容量的 10%)可以將短路電流計算結(jié)果進(jìn)行線性處理，將分布式電源和傳統(tǒng)電源輸出的短路電流 解偶。采用近似公式計算出的短路電流大小會稍大于實際的穩(wěn)態(tài)短路電流值。
[0058] 第六:微網(wǎng)運行方式。由逆變器電源構(gòu)成的微網(wǎng)運行方式分為并網(wǎng)和孤網(wǎng)兩種模 式。孤網(wǎng)運行下，微網(wǎng)內(nèi)分布式電源提供的故障電流由于受電力電子器件的限制，其值一般 不超過故障電流的2倍。
[0059] 綜合各個因素，可主要按照以下三個因素分類：
[0060] 第一:控制策略。逆變型電源輸出電壓電流的頻率由網(wǎng)側(cè)逆變器的控制策略決定， 輸出電壓幅值由直流側(cè)電壓幅值和逆變器的控制策略共同決定，由公式(3)電流的頻域響 應(yīng)與輸出電壓有關(guān)。逆變器電源運行控制控制策略分為PQ控制，VF控制和下垂控制以及倒 下垂控制。逆變器電源構(gòu)成微網(wǎng)分為并網(wǎng)與孤網(wǎng)兩種運行模式，考慮到為配電網(wǎng)短路情況 下即并網(wǎng)運行，以PQ控制、VF控制和下垂控制為主。本方法則主要考慮這三種控制策略。 [0061 ] 第二:逆變器電源主電路拓?fù)洹Ｍ負(fù)浣Y(jié)構(gòu)一般都由DC/DC變換電路和DC/AC變換電 路構(gòu)成。其中DC/DC變換電路，它可以分為Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic、Zete電路以 及正激、反激、推挽、半橋、全橋隔離變換器;而DC/AC變換電路也可以分為推挽逆變、半橋逆 變、全橋逆變電路等。不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下短路電流均不相同且并網(wǎng)點電壓、電流受分布式電源 上游阻抗即系統(tǒng)側(cè)阻抗、并網(wǎng)點到短路點線路阻抗影響。聯(lián)合實際情況我們發(fā)現(xiàn)，工程中 主要使用全橋式逆變器電路，其次是推挽式逆變器電路。因此本方法主要考慮這兩種拓?fù)?結(jié)構(gòu)。
[0062] 第三：配電網(wǎng)短路類型。實際電網(wǎng)運行中可能出現(xiàn)三相對稱短路、兩相不對稱短 路、單相接地短路、兩相接地短路等一系列短路現(xiàn)象，大多故障為瞬時性產(chǎn)生，其中以單相 短路接地最為頻繁。當(dāng)發(fā)生單相短路接地故障時短路電流值會大大增加，對逆變器電源及 大電網(wǎng)造成負(fù)面影響。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于在中低壓等級下的配電網(wǎng)中發(fā)生三相對稱短路、 兩相不對稱短路以及單相接地短路的概率更大，因此，本方法主要研究這三種短路類型。 [0063]步驟三:綜合步驟二中確定的各個影響因素，影響因素分為三類：1、控制策略，2、 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，3、配電網(wǎng)短路類型;首先確定分類一的控制策略，再確定分類二的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，之 后在分類三的短路類型中根據(jù)不同短路類型建模;然后修改分類二的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，再完成分 類三下的建模，以此類推；當(dāng)完成分類二的建模，修改分類一的控制策略，重復(fù)上述步驟;搭 建逆變器電源的短路模型。該模型較為精準(zhǔn)，且可普遍適用，并且可以在此基礎(chǔ)上繼續(xù)拓 展，具有通用性。
[0064]根據(jù)三相VSC特性分析的需要，三相VSC的數(shù)學(xué)模型按適用的時間區(qū)域可分為以下 兩種類型：（1)通常采用開關(guān)函數(shù)描述的高頻數(shù)學(xué)模型；（2)通常采用占空比描述的低頻數(shù) 學(xué)模型。采用開關(guān)函數(shù)描述的高頻數(shù)學(xué)模型是對VSC開關(guān)過程的精確描述，較適合于VSC的 波形仿真。然而采用開關(guān)函數(shù)描述的高頻數(shù)學(xué)模型由于包括了其開關(guān)過程的高頻分量，因 而很難用于控制器設(shè)計。當(dāng)VSC開關(guān)頻率遠(yuǎn)高于電網(wǎng)基波頻率時，可忽略VSC開關(guān)函數(shù)描述 的模型中高頻成分。而只考慮其低頻分量從而獲得采用占空比描述的低頻數(shù)學(xué)模型。這種 低頻數(shù)學(xué)模型非常適合于控制系統(tǒng)分析以及控制器設(shè)計。因此高頻模型和低頻模型在VSC 控制系統(tǒng)設(shè)計過程中都起著重要作用。本方法先通過低頻模型設(shè)計VSC的控制系統(tǒng)，然后采 用高頻模型進(jìn)行仿真，校驗控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)。
[0065]由于不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的逆變器電源，使用同一控制策略時，控制模塊所需的輸入輸 出變量相同。因此本專利從逆變器電源的控制策略出發(fā)，依次考慮逆變器電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 以及配電網(wǎng)短路方式進(jìn)行建模。該種方法大大減少工作量，提高建模效率。具體方法如下： [0066] 1、先在某一指定控制策略下、根據(jù)指定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立模型（比如:全橋PQ控制逆變 器電源、H橋VF控制逆變器電源......）；
[0067] 2、確定了控制策略和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后，在此基礎(chǔ)上分別對配電網(wǎng)三相短路，兩相短路 以及單相接地短路進(jìn)行建模。
[0068] 3、在2基礎(chǔ)上，將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過多路開關(guān)Multiport Swich拓展到其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (比如:全橋、H橋以及推挽式結(jié)構(gòu)......）分別建立不同短路方式下的模型，完成由點到線 的建模。
[0069] 4、將控制策略通過多路開關(guān)拓展到其他控制策略，重復(fù)上述建模，完成由線到面 的建模。
[0070] 模型建立后，每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在特定控制策略下的短路模型都有一個唯一的編號， 一旦被選定，便可通過對多路開關(guān)控制信號輸入不同編號來選定該種短路模型從而進(jìn)行仿 真。此外，該模型還可以根據(jù)逆變器電源種類的發(fā)展進(jìn)行拓展，具有通用性。模型結(jié)構(gòu)示意 圖見圖4,其中模型選擇可由人工輸入所需的短路模型編號，使選擇器和控制器分別選定指 定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略?？刂破髟趯嵤┛刂撇呗灾皶雀鶕?jù)模型選擇傳來的指令選擇 相應(yīng)控制策略，進(jìn)而實施相應(yīng)控制。
[0071] 步驟四、進(jìn)行短路動模實驗，根據(jù)實驗結(jié)果辨識重要參數(shù)，并校驗。
[0072] 進(jìn)行短路動模實驗得到實測數(shù)據(jù)。以有功功率P、無功功率Q作為輸入變量，電流I 和電壓U作為輸出變量，搭建逆變器電源的非機理模型（I/O模型），根據(jù)短路動模實驗數(shù)據(jù)， 辨識重要的模型參數(shù);模型參數(shù)用于方便逆變器電源故障分析，適用于電力系統(tǒng)對分布式 電源系統(tǒng)的調(diào)度、聯(lián)合運行與協(xié)調(diào)控制、隨機模擬等需要快速建模與簡單模型結(jié)構(gòu)的研究 領(lǐng)域。
[0073] 本方法不會辨識所有參數(shù)，而會選擇重要參數(shù)進(jìn)行辨識。通過所選模型的可辨識 性分析，來確定需要辨識的參數(shù)。具體參數(shù)辨識時，先分別通過最小二乘類辨識方法和梯度 校正辨識方法分別求出參數(shù)，再取兩者平均值。
【主權(quán)項】
1. 一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、從機理分析著手結(jié)合統(tǒng)計，對影響逆變器電源短路電流輸出的因素進(jìn)行分類； 步驟二、確定若干典型的逆變器，及其短路輸出電流的影響因素，影響因素分為三類： 控制策略、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、配電網(wǎng)短路類型； 步驟三、建立所有控制策略下的短路模型，并擬合模型參數(shù);模型參數(shù)用于分析逆變器 電源故障； (301 )、綜合步驟二中確定的各個影響因素； (302) 、指定一種控制策略，在此控制策略下，任選一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，之后在短路類型中根 據(jù)不同短路類型建模； (303) 、然后再指定另一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，完成該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所對應(yīng)的不同短路類型的建模； (304) 、重復(fù)(303)，直至完成指定控制策略下的所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的建模； (305) 、指定另一種控制策略，重復(fù)(302)-(304)，直至所有控制策略下的短路模型都已 建立； (306) 、根據(jù)（305)建立好的短路模型進(jìn)行短路動模試驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，擬合模型參 數(shù);模型參數(shù)用于分析逆變器電源故障。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法，其特征在于， 所述不同短路類型是指配電網(wǎng)三相短路、兩相短路以及單相接地短路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法，其特征在于， 所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為全橋、H橋或推挽式結(jié)構(gòu)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法，其特征在于， 所述控制策略為PQ控制、VF控制或下垂控制。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電網(wǎng)短路下的逆變器電源故障分析方法，其特征在于， 模型建立后，每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在特定控制策略下的短路模型都有一個唯一的編號，一旦被選 定，便通過對多路開關(guān)控制信號輸入不同編號來選定該種短路模型從而進(jìn)行仿真。
【文檔編號】G06F17/50GK105914736SQ201610294971
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】林偉偉, 陳廣巍, 齊貝貝, 陳謙, 鞠平, 余平, 余一平, 金宇清, 徐卓林
【申請人】河海大學(xué)