一种面向源网交互的光伏无模型参数抗扰控制方法及系统与流程

本发明涉及新能源并网控制相关，具体地说，是涉及一种面向源网交互的光伏无模型参数抗扰控制方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

2、随着分布式光伏接入规模不断扩大，光伏逆变器与电网之间的动态耦合日益增强。特别是在电网强度变化、故障扰动及运行方式切换等情况下，电压、频率及功率扰动可能在多个并网节点之间传播，单一逆变器的局部调节难以兼顾扰动快速抑制、构网能力调整及集群协同支撑。

3、现有技术多采用基于模型参数的控制整定、稳态电压识别、源荷预测、场景匹配或阈值切换等方式进行光伏并网控制。然而，实际电网参数具有不确定性和时变性，暂态扰动又具有快速演化和网络传播特性，使预设模型或固定控制策略难以及时反映扰动状态及其后续变化；同时，不同逆变器的可用有功、无功及热裕度存在差异，固定构网参数或预设任务分配方式难以充分利用集群实时支撑能力。因此，现有技术仍存在对暂态扰动演化适应不足、构网参数调整灵活性不足以及多逆变器支撑行为协同性不足的问题。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种面向源网交互的光伏无模型参数抗扰控制方法及系统，通过扰动观测与趋势预测形成复合前馈抗扰控制，并依据电网强度、扰动特征及逆变器响应动态调整构网参数。进一步结合各逆变器实时支撑能力进行任务动态分配与协同控制，实现分布式光伏集群对暂态扰动的自适应协同支撑。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一个或多个实施例提供了一种面向源网交互的光伏无模型参数抗扰控制方法，包括如下步骤：

4、获取各分布式光伏逆变器的实时运行电气数据，进行扰动观测，生成当前扰动估计量与扰动趋势预测量，并基于当前扰动估计量与扰动趋势预测量构建复合前馈补偿策略，输出扰动抑制控制指令；

5、在各逆变器执行扰动抑制控制指令后，获取分布式光伏逆变器响应数据、电网强度深度指标及集群扰动特征集合，进行动态映射，生成柔性构网权重系数集；

6、根据柔性构网权重系数集，对各分布式光伏逆变器的虚拟惯性参数、虚拟阻尼参数及等效输出阻抗参数进行动态调整，得到自适应构网控制状态；

7、基于自适应构网控制状态，结合柔性构网权重系数集与各逆变器的实时能力状态，进行支撑任务的动态分配与协同控制，对各逆变器的参与时序和支撑输出进行协同调整生成集群协同控制指令，并执行集群协同支撑动作。

8、进一步的技术方案，获取各分布式光伏逆变器的实时运行电气数据，进行扰动观测，生成当前扰动估计量与扰动趋势预测量，包括如下步骤：

9、基于实时运行电气数据进行电气行为瞬态分解，提取多频段扰动分量，并融合各多频段扰动分量间的动态关联结构，生成当前扰动估计量；

10、基于当前扰动估计量进行序列演化推演与耦合强度演变分析，构建扰动传播趋势拓扑，生成扰动趋势预测量。

11、进一步的技术方案，基于当前扰动估计量进行序列演化推演与耦合强度演变分析，构建扰动传播趋势拓扑，生成扰动趋势预测量，包括：

12、基于当前扰动估计量进行序列演化推演，预测单个逆变器未来扰动变化状态；

13、基于多个逆变器之间的扰动耦合关系进行耦合强度演变分析，构建扰动传播趋势拓扑；

14、基于单逆变器扰动演化趋势以及扰动传播趋势拓扑，分析扰动自身变化规律和集群间传播效应，生成扰动趋势预测量。

15、进一步的技术方案，基于当前扰动估计量与扰动趋势预测量构建复合前馈补偿策略，输出扰动抑制控制指令的过程，包括：

16、基于当前扰动估计量和扰动趋势预测量分别构建即时扰动补偿通道和趋势扰动补偿通道，并对两个补偿通道的输出进行加权融合，形成多层级扰动抑制补偿结构，计算原始补偿信号；

17、基于逆变器实时动态响应状态确定补偿强度调节因子，对得到的原始补偿信号进行自适应幅值修正，并将修正后的补偿信号转换为逆变器内环可执行的扰动抑制控制指令。

18、进一步的技术方案，在各逆变器执行扰动抑制控制指令后，获取分布式光伏逆变器响应数据、电网强度深度指标及集群扰动特征集合，进行动态映射，生成柔性构网权重系数集，包括如下步骤：

19、获取扰动抑制控制指令执行后的逆变器响应数据，在预设响应时间窗口内提取表征控制效果的动态响应性能指标，并根据所述响应性能指标构建各逆变器的响应动态剖面；

20、获取各并网点的电网强度深度指标及集群扰动特征集合，以各分布式光伏逆变器为节点、逆变器之间的电气耦合关系为边构建时空图结构，并基于时空图神经网络对节点特征和边特征进行聚合，生成电网-扰动交互特征向量；

21、基于各逆变器的响应动态剖面与电网-扰动交互特征向量进行构网需求适配映射，计算各逆变器对应的构网倾向，生成柔性构网权重系数集。

22、进一步的技术方案，根据柔性构网权重系数集，对各分布式光伏逆变器的虚拟惯性参数、虚拟阻尼参数及等效输出阻抗参数进行动态调整，得到自适应构网控制状态,包括如下步骤：

23、基于柔性构网权重系数集对各分布式光伏逆变器的虚拟惯性参数和虚拟阻尼参数进行动态调整，并结合各逆变器的位置关系或电气连接关系进行空间映射，生成动态构网能力分布图；

24、基于实时电网交互状态与动态构网能力分布图，对各分布式光伏逆变器的有功-频率下垂参数和无功-电压下垂参数进行动态调整，生成与当前电网状态相适配的电压频率支撑控制参数；

25、基于调整后的电压频率支撑控制参数，对各分布式光伏逆变器的等效输出阻抗进行动态调整，并将虚拟惯性参数、虚拟阻尼参数、下垂控制参数及等效输出阻抗参数进行协同整合，得到自适应构网控制状态。

26、进一步的技术方案，基于自适应构网控制状态，结合柔性构网权重系数集与各逆变器的实时能力状态，进行支撑任务的动态分配与协同控制，生成集群协同控制指令，包括如下步骤：

27、基于自适应构网控制状态、柔性构网权重系数集以及各逆变器的实时能力状态，对各逆变器的电压支撑能力、频率支撑能力和振荡抑制能力进行多维度评估，并结合逆变器之间的电气拓扑关系进行关联，生成集群实时支撑能力图谱；

28、根据实时电网交互状态确定当前有功支撑需求和无功支撑需求，并结合集群实时支撑能力图谱确定各逆变器的任务分配比例，在满足各逆变器实时支撑能力约束的条件下进行支撑任务动态分配，得到各逆变器对应的有功支撑量和无功支撑量，形成支撑任务分配结果；

29、基于各逆变器的支撑任务分配结果，结合其电气拓扑位置、实时能力状态及柔性构网权重系数，对各逆变器的参与顺序、响应速率及功率参考值修正量进行时空协同优化，生成集群协同控制指令。

30、一个或多个实施例提供了一种面向源网交互的光伏无模型参数抗扰控制系统，包括：

31、观测与补偿控制模块，被配置为获取各分布式光伏逆变器的实时运行电气数据，进行扰动观测，生成当前扰动估计量与扰动趋势预测量，并基于当前扰动估计量与扰动趋势预测量构建复合前馈补偿策略，输出扰动抑制控制指令；

32、决策映射模块，被配置为在各逆变器执行扰动抑制控制指令后，获取分布式光伏逆变器响应数据、电网强度深度指标及集群扰动特征集合，进行动态映射，生成柔性构网权重系数集；

33、参数调整模块，被配置为柔性构网权重系数集，对各分布式光伏逆变器的虚拟惯性参数、虚拟阻尼参数及等效输出阻抗参数进行动态调整，得到自适应构网控制状态；

34、任务分配模块，被配置为基于自适应构网控制状态，结合柔性构网权重系数集与各逆变器的实时能力状态，进行支撑任务的动态分配与协同控制，对各逆变器的参与时序和支撑输出进行协同调整生成集群协同控制指令，并执行集群协同支撑动作。

35、一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述的一种面向源网交互的光伏无模型参数抗扰控制方法中的步骤。

36、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述的一种面向源网交互的光伏无模型参数抗扰控制方法中的步骤。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

38、本发明通过对各分布式光伏逆变器的实时电气数据进行扰动观测与趋势预测，构建复合前馈补偿，实现对暂态扰动的快速抑制与提前补偿；结合逆变器响应、电网强度及集群扰动特征动态调整虚拟惯性、阻尼及输出阻抗，提高构网控制对电网状态变化的适应能力；进一步依据各逆变器实时支撑能力进行任务动态分配与协同控制，提高集群支撑资源利用效率及整体协同抗扰能力。

39、本发明的优点以及附加方面的优点将在下面的具体实施例中进行详细说明。