基于RTDS在环测试的SVG控制器参数离线辨识方法与流程

本发明属于控制器参数离线辨识，特别是一种基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法。

背景技术：

1、静止无功发生器(static var generator，svg)用于在电网的暂态过程中对附近区域的电压水平提供支撑，具有较快的响应速度和较好的暂态无功补偿特性。svg设备在投入运行前需要有准确、详细的控制器动态模型和参数，以使暂态仿真结果与实际工况相符，否则将对电网的暂态稳定性造成严重影响。然而，设备制造商往往无法提供或不提供准确的模型和参数，或所提供的信息不符合特定暂态仿真的需要。因此，有必要针对暂态仿真所用svg控制器模型提供可靠的参数离线辨识方法。

2、为采集电力设备的暂态响应数据，若选择使用实物搭建试验平台，则试验条件较受限、测试周期较长。实时数字仿真器(real time digital simulator，rtds)能够实时模拟电网暂态过程，可通过接口与控制器连接以开展在环测试，已有大量实验验证其测试结果的准确性。

3、因此，可通过rtds测试获得svg设备的响应数据并用于参数辨识，以快速、高效地推进工作流程。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，以获得准确的svg模型参数，其应用于暂态仿真时的结果与实际投运设备的表现相符。

2、为此，本发明采用如下的技术方案：一种基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其包括：

3、1)搭建svg控制器的rtds在环测试平台；

4、2)针对多种工况和控制模式完成rtds在环测试，获得svg设备的响应数据；

5、3)在电力仿真软件中搭建svg模型的仿真系统；

6、4)在电力仿真软件中测试svg模型各参数的轨迹灵敏度；

7、5)在电力仿真软件中搭建与上述rtds在环测试环境相同的仿真系统，以svg设备的响应数据为基准，在相同的多种工况和控制模式下，按轨迹灵敏度的排序，使用网格搜索方法，依次完成各参数的辨识。

8、作为优选技术方案，所述rtds在环测试平台中：svg装置的逆变器部分在rtds软件中建模，rtds硬件通过模拟量输出接口(gtao)向svg控制器提供电压和电流信号，svg控制器的pwm信号通过数字量输入接口(gtdi)传入rtds硬件以驱动逆变器模型。

9、作为优选技术方案，所述rtds在环测试平台中，rtds采用小步长运行环境。

10、作为优选技术方案，所述rtds在环测试中：所述的工况通过在rtds软件中调节投切电抗值或其他电气量确定；控制模式包括定svg无功、定并网点无功、定电压、定功率因数和无功-电压综合控制模式，在svg控制器中修改。

11、作为优选技术方案，rtds在环测试过程中在rtds软件中向电网施加故障，故障的施加位置、发生时刻和消除时刻在各次测试中保持不变；所述的svg设备的响应数据包括svg装置输出的无功功率和电流随时间变化的曲线。

12、作为优选技术方案，所述svg模型的仿真系统至少由电源、svg装置、负荷、传输线和电量测量装置组成；svg装置由逆变器和控制器组成。

13、作为优选技术方案，svg模型各参数的轨迹灵敏度测试过程包括以下步骤：

14、41)对于选定的待测参数，在该参数的可调节范围内选定若干数值，其他参数选用典型值；

15、42)对于待测参数的若干选定数值，依次写入仿真系统并模拟故障，记录svg装置输出的无功功率和电流随时间变化的若干曲线；

16、43)根据上述曲线计算该待测参数对于输出无功功率的轨迹灵敏度曲线和输出电流的轨迹灵敏度曲线，识别出灵敏度高的时间区间、记录灵敏度在正方向和负方向的最大值；

17、44)选定下一待测参数并重复步骤41)～43)，直到全部参数均测试完毕；

18、45)根据各待测参数的轨迹灵敏度曲线排定参数辨识顺序。

19、作为优选技术方案，所述参数辨识顺序的排定按式(1)算得的累积灵敏度sσ由大到小的顺序确定：

20、

21、式中，sq(t)、si(t)分别表示待测参数对于输出无功功率和输出电流的轨迹灵敏度曲线在t时刻的值，t表示仿真的总步数，表示函数s(t)在各时刻取值的绝对值的最大值。

22、作为优选技术方案，参数辨识过程包括以下步骤：

23、51)根据所用电力仿真软件暂态仿真可用的步长，对rtds在环测试的结果进行数据抽取或曲线拟合，使其采样精度与后续仿真过程一致；

24、52)对于选定的待测参数，选定测试点数和步长，完成一轮网格搜索；

25、53)若步长大于待测参数取值的分辨率，则转到步骤54)；若步长小于等于待测参数取值的分辨率，则转到步骤56)；

26、54)针对待测参数的若干取值vi分别写入模型，其他已定参数使用最优值，其他未定参数使用典型值，在相同的多种工况、多种控制模式下完成仿真；

27、55)计算多种工况、多种控制模式下仿真曲线与步骤51)所处理的rtds测试曲线的方差，以方差最小的两次仿真对应的参数值作为新的取值范围，转到步骤52)；

28、56)以方差最小的一次仿真对应的参数值作为待测参数的最优值，即辨识值，该参数置为已定参数；

29、57)按累积灵敏度序列选定下一个待测参数，转到步骤52)；若全部待测参数均已定，则结束寻优过程。

30、作为优选技术方案，步骤52)中，所述测试点数和步长的选定方法为：对于待测参数，若取值上下限跨越不超过2个数量级，则在限值内使用测试点数n完成一轮网格搜索，且n≥4；若取值上下限跨越更多数量级，则在取值范围内按指数网格完成一轮搜索，为此需计算以下参数：步长step按式(2)确定，参数取值vi按式(3)确定。

31、

32、vi＝bl×stepi-1,i＝1,…,n (3)

33、式中，bu、bl分别为取值范围的上限和下限。

34、本发明提供的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其有益效果在于：

35、采用基于rtds的svg控制器在环测试技术，平台搭建便捷、测试效率高、参数和工况易调整，测试精度满足工程要求；

36、按svg控制器模型参数的轨迹灵敏度确定参数寻优次序，可避免不同参数对仿真结果的交叉影响；

37、使用改进的网格搜索方法，既可使寻优过程稳定地获得最优解，又能有效降低仿真次数。

技术特征：

1.一种基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，所述rtds在环测试平台中：svg装置的逆变器部分在rtds软件中建模，rtds硬件通过模拟量输出接口向svg控制器提供电压和电流信号，svg控制器的pwm信号通过数字量输入接口传入rtds硬件以驱动逆变器模型。

3.根据权利要求2所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，所述rtds在环测试平台中，rtds采用小步长运行环境。

4.根据权利要求1所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，所述rtds在环测试中：所述的工况通过在rtds软件中调节投切电抗值或其他电气量确定；控制模式包括定svg无功、定并网点无功、定电压、定功率因数和无功-电压综合控制模式，在svg控制器中修改。

5.根据权利要求1所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，rtds在环测试过程中在rtds软件中向电网施加故障，故障的施加位置、发生时刻和消除时刻在各次测试中保持不变；所述的svg设备的响应数据包括svg装置输出的无功功率和电流随时间变化的曲线。

6.根据权利要求1所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，所述svg模型的仿真系统至少由电源、svg装置、负荷、传输线和电量测量装置组成；svg装置由逆变器和控制器组成。

7.根据权利要求1所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，svg模型各参数的轨迹灵敏度测试过程包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，所述参数辨识顺序的排定按式(1)算得的累积灵敏度sσ由大到小的顺序确定：

9.根据权利要求8所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，参数辨识过程包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的基于rtds在环测试的svg控制器参数离线辨识方法，其特征在于，步骤52)中，所述测试点数和步长的选定方法为：对于待测参数，若取值上下限跨越不超过2个数量级，则在限值内使用测试点数n完成一轮网格搜索，且n≥4；若取值上下限跨越更多数量级，则在取值范围内按指数网格完成一轮搜索，为此需计算以下参数：步长step按式(2)确定，参数取值vi按式(3)确定。

技术总结本发明公开了一种基于RTDS在环测试的SVG控制器参数离线辨识方法，包括：搭建SVG控制器的RTDS在环测试平台；针对多工况和控制模式完成RTDS在环测试，获得SVG设备的响应数据；在电力仿真软件中搭建SVG模型的仿真系统；测试模型各参数的轨迹灵敏度；在电力仿真软件中搭建与上述在环测试环境相同的仿真系统，以SVG设备的响应数据为基准，在相同的多工况和控制模式下，按轨迹灵敏度的排序，使用网格搜索方法，依次完成各参数的辨识。本发明可获得准确的SVG模型参数，其应用于暂态仿真时的结果与实际投运设备的表现相符。技术研发人员：沈杨臻,黄军浩,彭琰,马骏超,黄弘扬,熊鸿韬,汪宗恒受保护的技术使用者：杭州意能电力技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18