基于知识和数据联合驱动的并网逆变器多工况阻抗获取方法.pdfVIP

第46 卷 第6 期 2022 年3 月25 日 Vol.46No.6 Mar.25，2022 DOI：10.7500/AEPS20210605001 基于知识和数据联合驱动的并网逆变器多工况阻抗获取方法 1 1 1 1 1 2 吴滨源 ，李建文 ，李永刚 ，王 月 ，刘淇玉 ，杨夷南 （1. 新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），河北省保定市 071003； 2. 国网安徽省电力公司肥东县供电公司，安徽省合肥市 231600） 摘要：当大量逆变器接入电网时，会发生谐波不稳定问题。并网逆变器dq阻抗的准确获取是分析 该问题的关键前提之一。仅基于知识驱动的白箱建模方法难以适应工程现场信息必威体育官网网址的实际情 况，黑箱或灰箱测量方法会向实际系统持续注入谐波扰动；仅基于数据驱动的方法难以合理确定输 入变量。针对这些缺陷，提出了一种基于知识和数据联合驱动的并网逆变器多工况dq阻抗获取方 法。首先，基于知识驱动建立小信号模型以选取输入变量；然后，结合数据驱动具有较好拟合输入 输出变量间非线性关系的优点，采用基于遗传算法的核极限学习机获取多工况dq阻抗；最后，借助 RT-LAB搭建半实物实时仿真平台，验证所提方法的有效性及优越性。 关键词：数据驱动；知识驱动；并网逆变器；阻抗；遗传算法；核极限学习机；谐波稳定性 0 引言 箱机理建模方法存在应用推广上的困难。 黑/灰箱测量方法无需并网逆变器内部必威体育官网网址信 随着碳达峰和碳中和目标的提出与逐步实施， ［1-2］ 息，因此受到广泛关注。这类方法的基本原理是：在 电力电子化新能源电力系统正在加速形成 。作 逆变器并网点串联接入电压扰动源或并联接入电流 为连接清洁能源和电网的关键设备，并网逆变器大 扰动源，电压/电流扰动经逆变器回路产生电流/电 量接入电网，使得次/超同步振荡和谐波谐振等谐波 压响应，采集并网逆变器端口电压及电流数据，计算 不稳定问题凸显，给电力系统的安全稳定运行带来 ［3］ 得到相应阻抗值。文献［15］对电压扰动和电流扰动 新的挑战 。并网逆变器阻抗的准确获取是进行谐 ［4］ 的适用性进行了对比。文献［16］通过注入扰动对运 波稳定性分析 的关键前提之一，常用的阻抗获取 行工作点的解耦模型参数进行辨识。文献［17］基于 方法基于知识驱动，可分为白箱机理建模和黑/灰箱 ［5］ 阻抗测量方法对多逆变器系统稳定性进行了校验。 测量2种方法 。 ［6］ 黑箱或灰箱测量方法虽然克服了白箱机理建模的应 白箱机理建模方法包括状态空间平均法 、dq ［7］ ［8］ ［9］ 用缺陷，但在实际工程现场中，并网逆变器运行工况 模型方法 、动态相量法 、谐波线性化方法 、谐波 ［10］ 总会随电网需求发生变动，这类方法虽然可以实时 状态空间分析方法 等。文献［11］对这些方法进 获取dq阻抗数据，但是需向运行中电网持续注入谐 行了总结对比，认为dq模型方法更具广泛性和普适 波电流或电压扰动，因此会