[发明专利]一种微电网并网等效模型的参数辨识方法

摘要

本发明公开了一种微电网并网等效模型的参数辨识方法，利用微电网并网接入点电压、功率数据，对等效模型进行特征研究和建模，得到适用于微电网并网仿真的等效模型参数，同时利用优化辨识方法建立等效模型的数学模型，通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳匹配，得到适用于微电网并网仿真的等效模型参数。

主权项

一种微电网并网等效模型的参数辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立等效电机动态元件模型： dE d ′ dt = E g + ω s s X f X ad X aq X g E q ′ - 1 T q 0 ′ ( E d ′ + ( X q - X q ′ ) i d ) dE q ′ dt = E f - ω s s X g X aq X ad X f E d ′ - 1 T d 0 ′ ( E q ′ - ( X d - X d ′ ) i d ) - - - ( 1 ) T j dω r dt = T m - ( E q ′ i q + E d ′ i d - ( X d ′ - X q ′ ) i d i q ) ud=rsid‑X′qiq+E′d                  （2）uq=rsiq+X′did+E′qPm=udid+uqiq                  （3）Qm=udiq‑uqid建立等效静态元件模型： P s = P s 0 ( U / U 0 ) p u （4） Q s = Q s 0 ( U / U 0 ) q u Pm、Qm为等效电机元件功率，ud、uq接入点电压d、q轴分量，id、iq接入点电流d、q轴分量，rs为等效电机定子电阻，E′d，E′q为d、q轴暂态电势，Xd，Xq为d、q轴稳态电抗，X′d，X′q为d、q轴暂态电抗，T′d0，T′q0为d、q轴开路时间常数，Ef、Eg为d、q轴转子电压，Tj为转子惯性时间常数，Xf为转子d轴电抗，Xad为d轴互抗，Xg为转子q轴电抗，Xaq为q轴互抗，Tm为机械转矩，Ps、Qs为静态元件功率，Ps0、Qs0为静态元件稳态功率，U微电网接入点母线电压幅值，U0为微电网接入点母线电压稳态幅值，pu、qu为静态元件电压有功和无功指数；t为时间，s为滑差，ωr为转子转速；ωs为系统公共参考轴的转速，均为标么值；上述模型参数中包括等效电机元件模型基本参数、等效静态元件模型参 数及关联参数，等效电机元件基本参数包括：定子电阻rs、定子漏抗Xsl、d轴互感抗Xad、q轴互感抗Xaq、转子d轴电阻rf、转子d轴漏抗Xfl，转子q轴电阻rg、转子q轴漏抗Xgl、转子惯性时间常数Tj；等效静态元件参数包括：静态元件电压有功指数pu、静态元件电压无功指数qu；关联参数包括：s0和Kmp，s0表示等效电机的初始滑差，Kmp表示为等效电机元件初始功率比例；等效电机模型实用参数和基本参数间存在如下对应关系：Xf=Xfl+XadXg=Xgl+XaqXd=Xsl+XadXq=Xsl+Xaq X d ′ = X d - X ad 2 X f X q ′ = X q - X aq 2 X g T d 0 ′ = X f r f T q 0 ′ = X g r g 2）输入量测数据，包括微电网接入点电压ud+juq和接入点有功功率和无功功率PM+jQM；3）根据等效电机有功功率比例计算得到稳态时等效电机有功功率Pm=Kmp*PM。根据粒子群优化算法初始给定的模型参数计算等效电机动态方程状态变量的初始值：d、q轴暂态电势E′d0、E′q0，等效电机的初始滑差s0；4）利用龙格库塔法求解等效电机动态元件模型方程，获得等效电机的动态输出功率值；5）根据电压值和等效静态元件的初试功率，计算等效静态元件的输出 功率值；6）计算目标函数即微电网总体等效模型输出功率与量测功率的偏差 min E ( θ ) = Σ i = 1 N { [ P M ( k , θ ) - P Σ ( k ) ] 2 + [ Q Mi ( k , θ ) - Q Σ ( k ) ] 2 } 其中，E(θ)表示量测数据和辨识数据的功率偏差，PM(k,θ)、QM(k,θ)表示测量得到的微电网接入点有功功率和无功功率值，k表示测量的数据点数，θ表示优化变量集，P∑(k)、Q∑(k)表示模型计算得到的有功功率和无功功率值：包括等效电机和等效静态元件的功率；7）利用粒子群算法调整模型参数进行优化计算，判断迭代次数最终获得模型参数值。