一种电网等效阻抗检测方法、介质及设备与流程

本申请涉及新能源发电，尤其是涉及一种电网等效阻抗检测方法、介质及设备。

背景技术：

1、随着新能源发电和储能系统的大规模接入，越来越多的发电单元通过并网变流器接入交流电网。并网变流器与电网之间通常存在变压器、线路、电抗器、滤波器以及电网等效阻抗。该阻抗会影响并网系统的功率传输能力、功角稳定性、有功功率振荡、电压波动以及控制系统稳定裕度。尤其在弱电网条件下，电网阻抗变化会显著改变采用vsg（虚拟同步机）控制策略的并网变流器的动态特性，可能引起功率振荡、频率振荡甚至并网失稳。现在技术中对于电网等效阻抗的检测主要采用两种方式，一种是被动基于并网点电压、电流瞬时量的阻抗辨识方法；另一种是主动扰动注入型阻抗辨识方法。

2、对于被动式的阻抗辨识方式，通常需要采集三相电压、电流并转换到dq坐标系下建立辨识方程；该方法对采样精度、同步角精度和等效模型准确性要求较高。在实际系统中，开关纹波、采样噪声、谐波、滤波器动态以及锁相误差均可能进入辨识模型，这将导致阻抗估计结果波动或偏差增大，在弱电网和强动态工况下尤为明显。

3、对于主动式阻抗辨识方法，通常需要叠加prbs（伪随机二进制序列）、扫频或谐波等激励信号；扰动较大时可能影响电压、电流和有功功率，降低电能质量甚至影响稳定性；扰动较小时又容易被噪声和负载波动淹没，导致辨识精度不足。因此，该类方法存在辨识精度与运行扰动之间的矛盾。

技术实现思路

1、本申请的其中一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术中至少一个缺陷的电网等效阻抗检测方法。

2、本申请的另一个目的在于提供一种能够实施解决上述背景技术中至少一个缺陷的电网等效阻抗检测方法的计算机可读存储介质。

3、本申请的再一个目的在于提供一种能够实施解决上述背景技术中至少一个缺陷的电网等效阻抗检测方法的电子设备。

4、为达到上述的至少一个目的，本申请的一个方面提供了一种电网等效阻抗检测方法，应用于采用vsg控制的逆变器，包括如下步骤：在采用vsg控制的逆变器输出的有功功率发生变化时，采集逆变器在有功功率变化期间多个采样时刻的有功功率序列、电压角频率序列以及电压幅值序列；根据电压角频率序列与额定角频率的偏差，计算相对功角变化量序列；将有功功率序列、电压角频率序列、相对功角变化量序列以及电压幅值序列作为强化学习模型的输入，使得强化学习模型直接输出电网等效阻抗估计值或者修正值；将电网等效阻抗估计值代入有功功率与相对功角变化量的关系式中计算有功功率预测值；当有功功率预测值与实际值之间的误差超过预设的误差阈值时，触发强化学习模型对电网等效阻抗估计值的修正。

5、优选的，根据电压角频率序列与额定角频率的偏差，通过递推方式计算相对功角变化量序列，具体的计算表达式如下：

6、；

7、式中，表示当前第k个采样时刻的相对功角变化量，表示第k-1个采样时刻的相对功率变化量，表示当前第k个采样时刻的电压角频率，表示额定角频率，表示相邻采样时刻间隔的采样周期。

8、优选的，根据电压角频率序列与额定角频率的偏差，通过梯度积分的方式计算相对功角变化量序列，具体的计算表达式如下：

9、；

10、式中，表示当前第k个采样时刻的相对功角变化量，表示第k-1个采样时刻的相对功率变化量，表示当前第k个采样时刻的电压角频率，表示第k-1个采样时刻的电压角频率，表示额定角频率，表示相邻采样时刻间隔的采样周期。

11、优选的，有功功率与相对功角变化量的关系式为：

12、；

13、；

14、；

15、式中，a、c1和c2均表示包含电网阻抗信息的模型系数，表示电网等效阻抗的阻抗模值，e表示逆变器的输出电压幅值，u表示电网电压幅值，α表示阻抗角。

16、本申请的另一个方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序；当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的电网等效阻抗检测方法。

17、本申请的再一个方面提供了一种电子设备，包括处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时，实现上述的电网等效阻抗检测方法。

18、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

19、本申请能够在不额外扰动电网的前提下，利用逆变器正常功率能量潮流变化中的频率和有功响应信息，实现电网等效阻抗的高精度辨识。相比依赖主动扰动注入或电压电流dq瞬时模型的现有方法，具有对采样精度要求低、电网影响小、适用性强、实现方便、辨识精度高和在线应用能力好的优点。

1.一种电网等效阻抗检测方法，应用于采用vsg控制的逆变器，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的电网等效阻抗检测方法，其特征在于，根据电压角频率序列与额定角频率的偏差，通过递推方式计算相对功角变化量序列，具体的计算表达式如下：

3.如权利要求1所述的电网等效阻抗检测方法，其特征在于，根据电压角频率序列与额定角频率的偏差，通过梯度积分的方式计算相对功角变化量序列，具体的计算表达式如下：

4.如权利要求1所述的电网等效阻抗检测方法，其特征在于，有功功率与相对功角变化量的关系式为：

5.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-4任一项所述的电网等效阻抗检测方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序；当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4任一项所述的电网等效阻抗检测方法。