一种逆变器阻抗稳定域量化方法及系统

本发明属于逆变器阻抗稳定域量化，尤其涉及一种逆变器阻抗稳定域量化方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、阻抗法是分析并网逆变器小扰动稳定性的重要方法之一。现有并网逆变器的阻抗分析多是针对系统特定运行工况或单一振荡模式，无法适应当前系统工况时变和振荡多模态的特性，不具有鲁棒性。为全面评估系统并网运行特性，并网逆变器小扰动稳定分析需考虑时变工况下系统安全稳定边界，构造运行工况可观可控多参数的阻抗稳定域。然而，基于阻抗法的并网逆变器小扰动稳定域研究存在基于各种稳定判据的边界条件形式复杂，难以解析求解的问题。

3、已有研究多采用逐点搜索的方法建立并网逆变器的阻抗稳定域，并且通过改进搜索算法显著提高构建稳定域的计算效率。然而，逐点搜索法计算量大，耗时长。并且该方法不能给出稳定域的解析表达式，不方便进行后续的定量分析以及控制优化。因此，并网逆变器小扰动稳定域的量化仍然是当前面临的难题。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种逆变器阻抗稳定域量化方法，基于阻抗法实现，并能够根据量化稳定域对并网逆变器进行全工况稳定性分析。

2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

3、第一方面，公开了一种逆变器阻抗稳定域量化方法，包括：

4、根据不同的阻抗稳定性判据定义并网逆变器的多参数小扰动稳定域；

5、基于粒子群优化的核岭回归算法建立集总阻抗稳定域边界的多项式近似表达式；

6、基于稳定域边界解析式对系统运行点以及控制参数进行了全工况灵敏度分析，获得其对系统稳定性的影响。

7、作为进一步的技术方案，根据不同的阻抗稳定性判据定义并网逆变器的多参数小扰动稳定域，具体包括：

8、采用dq线性化方法建立并网逆变器系统dq坐标系下阻抗模型；

9、获得阻抗模型之后，采用不同的阻抗稳定判据分析系统的稳定性，阻抗稳定判据包括集总阻抗判据和广义奈奎斯特判据；

10、构建小扰动稳定域的参数，基于小扰动稳定域的参数分别表示并网逆变器系统的集总阻抗和阻抗比，定义并网逆变器的小扰动稳定域，获得基于集总阻抗判据的小扰动稳定域及基于广义奈奎斯特判据的小扰动稳定域。

11、作为进一步的技术方案，基于集总阻抗判据的小扰动稳定域为所有使系统集总阻抗行列式零点最大实部小于零的运行工况的集合，用σmax(x)表示当前参数x对应的集总阻抗行列式零点的最大实部，并网逆变器系统的小扰动稳定域为：

12、ωlump＝{x∈sx|σmax(x)<0}。

13、作为进一步的技术方案，基于广义奈奎斯特判据的小扰动稳定域为所有使阻抗比特征值的特征轨迹不包围(-1,0)点的运行工况的集合，即当特征值的特征轨迹虚部等于0时，对应最小实部大于-1的运行工况的集合，表示为：

14、

15、作为进一步的技术方案，基于集总阻抗判据和广义奈奎斯特判据的并网逆变器系统小扰动稳定边界条件分别为式(6)和式(7)：

16、σmax(x)＝0 (6)

17、

18、作为进一步的技术方案，稳定域边界为所有满足边界条件的运行工况的集合，这两种稳定判据对应的稳定域边界分别为式(8)和(9)：

19、

20、

21、作为进一步的技术方案，基于粒子群优化的核岭回归对小扰动稳定域进行解析量化：

22、式(6)给出了稳定域边界关于参数x的隐式表达式，通过推导行列式零点最大实部σmax与对应运行工况x之间的函数关系，然后令σmax＝0，即可获得稳定域边界的解析表达式。

23、作为进一步的技术方案，基于粒子群优化的核岭回归对小扰动稳定域进行解析量化，具体包括：

24、样本集生成：针对要建立小扰动稳定域的参数，在全工况运行范围内，随机生成一组数据集，根据集总阻抗计算对应的σmaxi，构成运行工况集；

25、根据各运行工况对应σmaxi的大小，确定边界所在的大致区域；

26、通过核函数将原数据从非线性空间映射到高维线性特征空间，然后用岭回归在高维特征空间中分析和处理数据。

27、第二方面，公开了一种逆变器阻抗稳定域量化系统，包括：

28、多参数小扰动稳定域定义模块，被配置为：根据不同的阻抗稳定性判据定义并网逆变器的多参数小扰动稳定域；

29、多项式近似表达式建立模块，被配置为：基于粒子群优化的核岭回归算法建立集总阻抗稳定域边界的多项式近似表达式；

30、全工况灵敏度分析模块，被配置为：基于稳定域边界解析式对系统运行点以及控制参数进行全工况灵敏度分析，获得其对系统稳定性的影响。

31、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

32、本发明技术方案解决了并网逆变器小扰动稳定域难以解析表达的问题，所得到的小扰动稳定域解析表达式，不仅可以给出稳定性的判断，而且可以明确系统运行的稳定裕度。同时，也可以基于小扰动稳定域解析表达式在全工况范围内分析运行点和控制参数对稳定性的影响，指导系统稳定裕度优化提升的方向。

33、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种逆变器阻抗稳定域量化方法，其特征是，包括：

2.如权利要求1所述的一种逆变器阻抗稳定域量化方法，其特征是，根据不同的阻抗稳定性判据定义并网逆变器的多参数小扰动稳定域，具体包括：

3.如权利要求1所述的一种逆变器阻抗稳定域量化方法，其特征是，基于集总阻抗判据的小扰动稳定域为所有使系统集总阻抗行列式零点最大实部小于零的运行工况的集合，用σmax(x)表示当前参数x对应的集总阻抗行列式零点的最大实部，并网逆变器系统的小扰动稳定域为：

4.如权利要求1所述的一种逆变器阻抗稳定域量化方法，其特征是，基于广义奈奎斯特判据的小扰动稳定域为所有使阻抗比特征值的特征轨迹不包围(-1,0)点的运行工况的集合，即当特征值的特征轨迹虚部等于0时，对应最小实部大于-1的运行工况的集合，表示为：

5.如权利要求1所述的一种逆变器阻抗稳定域量化方法，其特征是，基于集总阻抗判据和广义奈奎斯特判据的并网逆变器系统小扰动稳定边界条件分别为式(6)和式(7)：

6.如权利要求1所述的一种逆变器阻抗稳定域量化方法，其特征是，稳定域边界为所有满足边界条件的运行工况的集合，这两种稳定判据对应的稳定域边界分别为式(8)和(9)：

7.如权利要求1所述的一种逆变器阻抗稳定域量化方法，其特征是，基于粒子群优化的核岭回归对小扰动稳定域进行解析量化：

8.一种逆变器阻抗稳定域量化系统，其特征是，包括：

9.一种计算机装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-7任一所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，该程序被处理器执行时执行上述权利要求1-7任一所述的方法的步骤。

技术总结
本发明提出了一种逆变器阻抗稳定域量化方法及系统，包括：根据不同的阻抗稳定性判据定义并网逆变器的多参数小扰动稳定域；基于粒子群优化的核岭回归算法建立集总阻抗稳定域边界的多项式近似表达式；基于稳定域边界解析式对系统运行点以及控制参数进行了全工况灵敏度分析，获得其对系统稳定性的影响。

技术研发人员：赵浩然,王金龙,王鹏
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15