[發明專利]一種同步逆變器阻尼系數和轉動慣量在線辨識方法

在審

• 申請號: 202110019378.6
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112580225A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 王鍇逸;李輝;劉威
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06F17/15;G06F111/10
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1.一種同步逆變器阻尼系數和轉動慣量在線辨識方法，其特征在于，包括同步逆變器有功功率遍歷法得到平均同步功率系數；建立平均同步功率系數，階躍響應有功功率需求允許變化值和最大辨識誤差的數學模型；利用最小二乘法和有功環離散模型辨識階躍響應試驗中同步逆變器輸出功率的變化數據。

2.根據權利要求1所述的同步逆變器有功功率遍歷法得到平均同步功率系數，其特征在于，有功功率遍歷法是將同步逆變器有功功率需求設置為斜波函數形式輸入，同時遍歷的最大值可設置為額定功率（包含）以下，最小值可設置為0（包含）以上在遍歷過程中，瞬時有功功率由電流和電壓傳感器采樣實時數據，并計算得到，瞬時功角通過構建觀測器或傳感器測量，最終由瞬時有功功率和功角得到平均同步功率系數。

3.根據權利要求1所述的建立平均同步功率系數，階躍響應有功功率需求允許變化值，和最大辨識誤差的數學模型，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：使用平均同步功率系數定義功角特性非線性的最大誤差，其表達式為：

式中為階躍響應同步逆變器有功功率需求變化值，為階躍響應同步逆變器功角變化值；

步驟2：為了保證線性化模型的有效性，使用平均同步功率系數引起的誤差可用同步逆變器有功功率需求的變化值衡量，其表達式為：

式中n為線性化模型的誤差度，滿足100n0；

步驟3：根據步驟1和步驟2，階躍響應試驗中，同步逆變器的有功功率需求允許變化值的范圍為：

。

4.根據權利要求1所述的利用最小二乘法和有功環離散模型辨識階躍響應試驗中同步逆變器輸出功率的變化數據，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：同步逆變器輸出有功功率和有功功率需求的傳遞函數映射至離散域的表達式為：

式中D為阻尼系數，J為轉動慣量，ω_N為額定角頻率，，，為采樣時間；

步驟2：由步驟1的表達式以及差分方程的定義可知，同步逆變器當前的輸出功率可以由功率需求與歷史的輸出功率的線性和表示，其矩陣形式為：

式中；

步驟3：將步驟2的矩陣形式簡化為其中矩陣H包含需要辨識的信息，設對應的估計矩陣為，則其表達式為：

步驟4：建立誤差矩陣e，該誤差矩陣用來表示實際矩陣P與估計矩陣的誤差，即，通常經過數次迭代，將e的二次方作為最小二乘法迭代的指標，從而確定估計矩陣;

步驟5：由步驟4辨識得到估計矩陣的元素，從而得到估計值和，而估計值和、與轉動慣量的辨識值和阻尼系數的辨識值的關系為：

。