[發(fā)明專利]一種分布式逆變器仿真系統(tǒng)的模擬方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811098915.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109301862B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫麗敬;李蕊;吳鳴;盛萬(wàn)興;劉海濤;張海;季宇;熊雄;呂志鵬;宋振浩;鄭楠;趙婷;藺圣杰;李冬森;李運(yùn)兵;余述良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司;國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司金寨縣供電公司
• 主分類號(hào): G06F17/16
• 分類號(hào): G06F17/16;H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種分布式逆變器仿真系統(tǒng)的模擬方法，其特征在于，包括：

獲取分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的電壓和電流，并基于分布式逆變器物理系統(tǒng)的類型在預(yù)先構(gòu)建的分布式逆變器仿真系統(tǒng)中選擇類型對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)獲取分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓和電流；

基于所述分布式逆變器物理系統(tǒng)和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電壓確定電壓校正矩陣，并基于所述分布式逆變器物理系統(tǒng)和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電流確定電流校正矩陣；

基于所述電壓校正矩陣校正分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓，并基于所述電流校正矩陣校正分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電流；

所述分布式逆變器物理系統(tǒng)的類型包括單相和三相，所述分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型包括單相分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和三相分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；

所述單相分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型按下式構(gòu)建：

式中，i_L為單相分布式逆變器輸出電流，為i_L的一階求導(dǎo)，i_g為單相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電流，為i_g的一階求導(dǎo)，L_g為單相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)阻抗，R_g為單相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)等效電阻，L為單相分布式逆變器交流側(cè)濾波電抗值，R為單相分布式逆變器交流側(cè)等效電阻，C為單相分布式逆變器交流側(cè)濾波電容值，u_c為單相分布式逆變器交流側(cè)濾波電容兩端電壓，為u_c的一階求導(dǎo)，u₀為單相分布式逆變器交流側(cè)電壓，u_s為單相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電壓；

所述三相分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型按下式構(gòu)建：

式中，u_a為三相分布式逆變器輸出A相電壓，u_b為三相分布式逆變器輸出B相電壓，u_c為三相分布式逆變器輸出C相電壓；u_sa為三相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)A相電壓，u_sb為三相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)B相電壓，u_sc為三相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)C相電壓；i_a為三相分布式逆變器輸出A相電流，i_b為三相分布式逆變器輸出B相電流，i_c為三相分布式逆變器輸出C相電流；為i_a的一階求導(dǎo)，為i_b的一階求導(dǎo)，為i_c的一階求導(dǎo)；L為三相分布式逆變器交流側(cè)濾波電抗值，R為三相分布式逆變器交流側(cè)等效電阻，C為三相分布式逆變器直流側(cè)支撐電容；u_d為三相分布式逆變器直流側(cè)電壓，為u_d的一階求導(dǎo)；i_dc為三相分布式逆變器直流側(cè)電流；S_a為三相分布式逆變器A相橋臂開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，S_b為三相分布式逆變器B相橋臂開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，S_c為三相分布式逆變器C相橋臂開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)；

所述基于所述分布式逆變器物理系統(tǒng)和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電壓確定電壓校正矩陣，包括：

基于獲取的分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電壓和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電壓確定電壓誤差；

基于所述電壓誤差確定電壓矯正方程；

基于電壓矯正方程，采用最小二乘法確定電壓校正矩陣；

所述電壓誤差按下式確定：

e_u＝[y_u(1)-x_u(1),y_u(2)-x_u(2),...,y_u(N)-x_u(N)]^T

式中，e_u為電壓誤差，y_u(N)為分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的第N個(gè)電壓，x_u(N)為分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓第N個(gè)電壓，T為轉(zhuǎn)置；

所述電壓矯正方程按下式確定：

Y_u＝X_uK_u+e_u

式中，Y_u為分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的電壓形成的矩陣，且Y_u ＝[y_u(1) y_u(2) ... y_u(N)]^T ；X_u為分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓形成的矩陣，且X_u＝[x_u(1) x_u(2)...x_u(N)]；K_u為電壓校正矩陣；

所述基于所述分布式逆變器物理系統(tǒng)和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電流確定電流校正矩陣，包括：

基于獲取的分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電流和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電流確定電流誤差；

基于所述電流誤差確定電流矯正方程；

基于電流矯正方程，采用最小二乘法確定電流校正矩陣；

所述電流誤差按下式確定：

e_i＝[y_i(1)-x_i(1),y_i(2)-x_i(2),...,y_i(N)-x_i(N)]^T

式中，e_i為電流誤差，y_i(N)為分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的第N個(gè)電流，x_i(N)為分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓第N個(gè)電流，T為轉(zhuǎn)置；

所述電流矯正方程按下式確定：

Y_i＝X_iK_i+e_i

式中，Y_i為分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的電流形成的矩陣，且Y_i＝[y_i(1) y_i(2)...y_i(N)]^T；X_i為分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電流形成的矩陣，且X_i＝[x_i(1) x_i(2)...x_i(N)]；K_i為電流校正矩陣；

所述基于所述電壓校正矩陣校正分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓，包括：

將所述電壓校正矩陣與分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓相乘，得到分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的校正電壓；

所述基于所述電流校正矩陣校正分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電流，包括：

將所述電流校正矩陣與分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電流相乘，得到分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的校正電流。

2.一種分布式逆變器仿真系統(tǒng)的模擬裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的電壓和電流，并基于分布式逆變器物理系統(tǒng)的類型在預(yù)先構(gòu)建的分布式逆變器仿真系統(tǒng)中選擇類型對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)獲取分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓和電流；

確定模塊，用于基于所述分布式逆變器物理系統(tǒng)和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電壓確定電壓校正矩陣，并基于所述分布式逆變器物理系統(tǒng)和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電流確定電流校正矩陣；

校正模塊，用于基于所述電壓校正矩陣校正分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓，并基于所述電流校正矩陣校正分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電流；

所述分布式逆變器物理系統(tǒng)的類型包括單相和三相；所述裝置還包括建模模塊，所述建模模塊構(gòu)建的分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型包括單相分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和三相分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；

所述建模模塊構(gòu)建的單相分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如下式：

式中，i_L為單相分布式逆變器輸出電流，為i_L的一階求導(dǎo)，i_g為單相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電流，為i_g的一階求導(dǎo)，L_g為單相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)阻抗，R_g為單相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)等效電阻，L為單相分布式逆變器交流側(cè)濾波電抗值，R為單相分布式逆變器交流側(cè)等效電阻，C為單相分布式逆變器交流側(cè)濾波電容值，u_c為單相分布式逆變器交流側(cè)濾波電容兩端電壓，為u_c的一階求導(dǎo)，u₀為單相分布式逆變器交流側(cè)電壓，u_s為單相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)電壓；所述建模模塊構(gòu)建的三相分布式逆變器仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如下式：

式中，u_a為三相分布式逆變器輸出A相電壓，u_b為三相分布式逆變器輸出B相電壓，u_c為三相分布式逆變器輸出C相電壓；u_sa為三相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)A相電壓，u_sb為三相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)B相電壓，u_sc為三相分布式逆變器并網(wǎng)點(diǎn)C相電壓；i_a為三相分布式逆變器輸出A相電流，i_b為三相分布式逆變器輸出B相電流，i_c為三相分布式逆變器輸出C相電流；為i_a的一階求導(dǎo)，為i_b的一階求導(dǎo)，為i_c的一階求導(dǎo)；L為三相分布式逆變器交流側(cè)濾波電抗值，R為三相分布式逆變器交流側(cè)等效電阻，C為三相分布式逆變器直流側(cè)支撐電容；u_d為三相分布式逆變器直流側(cè)電壓，為u_d的一階求導(dǎo)；i_dc為三相分布式逆變器直流側(cè)電流；S_a為三相分布式逆變器A相橋臂開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，S_b為三相分布式逆變器B相橋臂開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)，S_c為三相分布式逆變器C相橋臂開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)；

所述確定模塊包括第一確定單元，所述第一確定單元包括：

電壓誤差確定單元，用于基于獲取的分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電壓和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電壓確定電壓誤差；

電壓矯正方程確定單元，用于基于所述電壓誤差確定電壓矯正方程；

電壓校正矩陣確定單元，用于基于電壓矯正方程，采用最小二乘法確定電壓校正矩陣；

所述電壓誤差確定單元按下式確定電壓誤差：

e_u＝[y_u(1)-x_u(1),y_u(2)-x_u(2),...,y_u(N)-x_u(N)]^T

式中，e_u為電壓誤差，y_u(N)為分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的第N個(gè)電壓，x_u(N)為分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓第N個(gè)電壓，T為轉(zhuǎn)置；所述電壓矯正方程確定單元按下式確定電壓矯正方程：

Y_u＝X_uK_u+e_u

式中，Y_u為分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的電壓形成的矩陣，且Y_u ＝[y_u(1) y_u(2) ... y_u(N)]^T ；X_u為分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓形成的矩陣，且X_u＝[x_u(1) x_u(2)...x_u(N)]；K_u為電壓校正矩陣；

所述確定模塊包括第二確定單元，所述第二確定單元包括：

電流誤差確定單元，用于基于獲取的分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電流和分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的各接入點(diǎn)電流確定電流誤差；

電流矯正方程確定單元，用于基于所述電流誤差確定電流矯正方程；

電流校正矩陣確定單元，用于基于電流矯正方程，采用最小二乘法確定電流校正矩陣；

所述電流誤差確定單元按下式確定電流誤差：

e_i＝[y_i(1)-x_i(1),y_i(2)-x_i(2),...,y_i(N)-x_i(N)]^T

式中，e_i為電流誤差，y_i(N)為分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的第N個(gè)電流，x_i(N)為分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓第N個(gè)電流，T為轉(zhuǎn)置；

所述電流矯正方程確定單元按下式確定電流矯正方程：

Y_i＝X_iK_i+e_i

式中，Y_i為分布式逆變器物理系統(tǒng)輸出的電流形成的矩陣，且Y_i＝[y_i(1) y_i(2)...y_i(N)]^T；X_i為分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電流形成的矩陣，且X_i＝[x_i(1) x_i(2)...x_i(N)]；K_i為電流校正矩陣；

所述校正模塊包括電壓校正單元，所述電壓校正單元具體用于：

將所述電壓校正矩陣與分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電壓相乘，得到分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的校正電壓；

所述校正模塊包括電流校正單元，所述電流校正單元具體用于：

將所述電流校正矩陣與分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的電流相乘，得到分布式逆變器仿真系統(tǒng)輸出的校正電流。