一种光伏逆变器控制参数的辨识方法和装置

1.一种光伏逆变器控制参数的辨识方法，其特征在于，包括：在不同电压扰动工况下对光伏逆变器进行扰动测试，并根据得到的每个电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流计算每个电压扰动工况下光伏逆变器的扰动响应测试结果；根据扰动响应测试结果和预先构建的光伏逆变器并网模型，采用粒子群优化算法对每个电压扰动工况下光伏逆变器的控制参数进行辨识；根据辨识得到的控制参数对光伏逆变器并网模型进行仿真，并根据仿真结果和扰动响应测试结果确定最优结果；所述根据扰动响应测试结果和光伏逆变器并网模型，采用粒子群优化算法对每个电压扰动工况下光伏逆变器的控制参数进行辨识之前，包括：设置光伏逆变器并网模型的扰动参数和初始控制参数；所述扰动参数包括：电网电压、光伏逆变器的有功功率指令、光伏逆变器的无功功率指令、故障起始时刻、故障结束时刻以及扰动电压幅值，其中电网电压等于光伏逆变器的三相电压基波正序值，光伏逆变器的有功功率指令等于光伏逆变器输出的有功功率，光伏逆变器的无功功率指令等于光伏逆变器输出的无功功率，扰动电压幅值等于模拟电网的扰动电压幅值；所述初始控制参数包括：光伏逆变器并网模型中有功控制环节的比例系数、有功控制环节的积分系数、无功控制环节的比例系数和无功控制环节的积分系数。 2.根据权利要求1所述的光伏逆变器控制参数的辨识方法，其特征在于，所述在不同电压扰动工况下对光伏逆变器进行扰动测试之前，包括：将光伏逆变器的交流侧和直流侧分别接入模拟电网和光伏模拟直流源；启动模拟电网和光伏模拟直流源，并设置模拟电网的输出电压为光伏逆变器的额定电压，光伏模拟直流源的输出功率大于等于光伏逆变器的额定功率；启动光伏逆变器，并使其运行在恒定功率模式。 3.根据权利要求1所述的光伏逆变器控制参数的辨识方法，其特征在于，所述在不同电压扰动工况下对光伏逆变器进行扰动测试，包括：设定光伏逆变器的感性无功测试环境；当光伏逆变器稳定运行时，在不同电压扰动工况下对光伏逆变器进行扰动测试，分别记录不同电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流；其中U n 表示光伏逆变器的额定电压，P n 表示光伏逆变器的额定功率，Q max 表示光伏逆变器输出的最大无功功率，90％U n ≤U f ≤110％U n ；设定光伏逆变器的容性无功测试环境；当光伏逆变器稳定运行时，在不同电压扰动工况下对光伏逆变器进行扰动测试，分别记录不同电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流。 4.根据权利要求3所述的光伏逆变器控制参数的辨识方法，其特征在于，所述根据得到的每个电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流计算每个电压扰动工况下光伏逆变器的扰动响应测试结果，包括：基于记录的每个电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流，采用离散傅里叶分析方法计算每个电压扰动工况下光伏逆变器的扰动响应测试结果；所述扰动响应测试结果包括：光伏逆变器的三相电压基波正序值、光伏逆变器输出的有功功率、光伏逆变器输出的无功功率、故障起始时刻、故障结束时刻以及模拟电网的扰动电压幅值。 5.根据权利要求1所述的光伏逆变器控制参数的辨识方法，其特征在于，所述根据辨识得到的控制参数对光伏逆变器并网模型进行仿真，包括：根据辨识得到的控制参数对初始控制参数进行初始化，并根据扰动响应测试结果对扰动参数进行初始化；利用初始化后的控制参数和扰动参数光伏逆变器并网模型进行仿真，得到仿真结果。 6.根据权利要求5所述的光伏逆变器控制参数的辨识方法，其特征在于，所述根据仿真结果和扰动响应测试结果确定最优结果，包括：计算仿真结果和扰动响应测试结果的均方差；计算不同电压扰动工况下有功功率误差和无功功率误差；选择不同电压扰动工况下有功功率误差最小值和无功功率最小误差最小值作为最优结果；其中，仿真结果包括每个电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流。 7.根据权利要求6所述的光伏逆变器控制参数的辨识方法，其特征在于，所述不同电压扰动工况下有功功率误差和无功功率误差按下式计算：其中，δ i 表示电压扰动工况i下的有功功率误差，θ i 表示电压扰动工况i下的无功功率误差，err(j,i) P 表示第j组仿真结果在电压扰动工况i下的有功功率均方差，err(j,i) Q 表示第j组仿真结果在电压扰动工况i下的无功功率均方差，err(i,i) P 表示j＝i时的有功功率误差，err(i,i) Q 表示j＝i时的无功功率误差，i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,m，n表示电压扰动工况种数，m表示仿真结果组数，且n＝m。 8.根据权利要求3所述的光伏逆变器控制参数的辨识方法，其特征在于，所述感性无功测试环境包括：光伏逆变器输出的有功功率在70％P n ～100％P n 范围内，感性无功功率在70％Q max ～100％Q max 范围内，且将模拟电网的扰动电压幅值U f 在90％U n 的基础上按照预设扰动步长递增，电压扰动持续设定时间；所述容性无功测试环境包括：光伏逆变器输出的有功功率在70％P n ～100％P n 范围内，容性无功功率在70％Q max ～100％Q max 范围内，且将模拟电网的扰动电压幅值U f 在90％U n 的基础上按照预设扰动步长递增，电压扰动持续设定时间。 9.一种光伏逆变器控制参数的辨识装置，其特征在于，包括：测试模块，用于在不同电压扰动工况下对光伏逆变器进行扰动测试，并根据得到的每个电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流计算每个电压扰动工况下光伏逆变器的扰动响应测试结果；辨识模块，用于根据扰动响应测试结果和预先构建的光伏逆变器并网模型，采用粒子群优化算法对每个电压扰动工况下光伏逆变器的控制参数进行辨识；确定模块，用于根据辨识得到的控制参数对光伏逆变器并网模型进行仿真，并根据仿真结果和扰动响应测试结果确定最优结果；所述装置还包括：第二设置单元，用于设置光伏逆变器并网模型的扰动参数和初始控制参数；所述扰动参数包括：电网电压、光伏逆变器的有功功率指令、光伏逆变器的无功功率指令、故障起始时刻、故障结束时刻以及扰动电压幅值，其中电网电压等于光伏逆变器的三相电压基波正序值，光伏逆变器的有功功率指令等于光伏逆变器输出的有功功率，光伏逆变器的无功功率指令等于光伏逆变器输出的无功功率，扰动电压幅值等于模拟电网的扰动电压幅值；所述初始控制参数包括：光伏逆变器并网模型中有功控制环节的比例系数、有功控制环节的积分系数、无功控制环节的比例系数和无功控制环节的积分系数。 10.根据权利要求9所述的光伏逆变器控制参数的辨识装置，其特征在于，所述光伏逆变器的交流侧和直流侧分别接入模拟电网和光伏模拟直流源；所述装置还包括：第一启动模块，用于启动模拟电网和光伏模拟直流源；第一设置模块，用于设置模拟电网的输出电压为光伏逆变器的额定电压，所述光伏模拟直流源的输出功率大于等于光伏逆变器的额定功率；第二启动模块，用于启动光伏逆变器，并使光伏逆变器运行在恒定功率模式。 11.根据权利要求9所述的光伏逆变器控制参数的辨识装置，其特征在于，所述测试模块包括：第一测试单元，用于设定光伏逆变器的感性无功测试环境，当光伏逆变器稳定运行时，在不同电压扰动工况下对光伏逆变器进行扰动测试，分别记录不同电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流；其中U n 表示光伏逆变器的额定电压，P n 表示光伏逆变器的额定功率，Q max 表示光伏逆变器输出的最大无功功率，90％U n ≤U f ≤110％U n ；第二测试单元，用于设定光伏逆变器的容性无功测试环境，当光伏逆变器稳定运行时，在不同电压扰动工况下对光伏逆变器进行扰动测试，分别记录不同电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流。 12.根据权利要求11所述的光伏逆变器控制参数的辨识装置，其特征在于，所述测试模块包括：计算单元，用于基于记录的每个电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流，采用离散傅里叶分析方法计算每个电压扰动工况下光伏逆变器的扰动响应测试结果；所述扰动响应测试结果包括：光伏逆变器的三相电压基波正序值、光伏逆变器输出的有功功率、光伏逆变器输出的无功功率、故障起始时刻、故障结束时刻以及模拟电网的扰动电压幅值。 13.根据权利要求9所述的光伏逆变器控制参数的辨识装置，其特征在于，所述确定模块包括：初始化单元，用于根据辨识得到的控制参数对初始控制参数进行初始化，并根据扰动响应测试结果对光伏逆变器并网模型的扰动参数进行初始化；仿真单元，用于利用初始化后的控制参数和扰动参数对光伏逆变器并网模型进行仿真，得到仿真结果。 14.根据权利要求13所述的光伏逆变器控制参数的辨识装置，其特征在于，所述确定模块还包括：均方根计算单元，用于计算仿真结果和扰动响应测试结果的均方差；功率误差计算单元，用于计算不同电压扰动工况下有功功率误差和无功功率误差；择优单元，用于选择不同电压扰动工况下有功功率误差最小值和无功功率最小误差最小值作为最优结果；其中，仿真结果包括每个电压扰动工况下光伏逆变器的交流侧电压和电流。 15.根据权利要求14所述的光伏逆变器控制参数的辨识装置，其特征在于，所述功率误差计算单元按下式计算不同电压扰动工况下有功功率误差和无功功率误差：其中，δ i 表示电压扰动工况i下的有功功率误差，θ i 表示电压扰动工况i下的无功功率误差，err(j,i) P 表示第j组仿真结果在电压扰动工况i下的有功功率均方差，err(j,i) Q 表示第j组仿真结果在电压扰动工况i下的无功功率均方差，err(i,i) P 表示j＝i时的有功功率误差，err(i,i) Q 表示j＝i时的无功功率误差，i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,m，n表示电压扰动工况种数，m表示仿真结果组数，且n＝m。 16.根据权利要求11所述的光伏逆变器控制参数的辨识装置，其特征在于，所述感性无功测试环境包括：光伏逆变器输出的有功功率在70％P n ～100％P n 范围内，感性无功功率在70％Q max ～100％Q max 范围内，且将模拟电网的扰动电压幅值U f 在90％U n 的基础上按照预设扰动步长递增，电压扰动持续设定时间；所述容性无功测试环境包括：光伏逆变器输出的有功功率在70％P n ～100％P n 范围内，容性无功功率在70％Q max ～100％Q max 范围内，且将模拟电网的扰动电压幅值U f 在90％U n 的基础上按照预设扰动步长递增，电压扰动持续设定时间。