本发明涉及新能源电源控制系统，特别涉及一种构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法。
背景技术：
1、以风光为主的新能源装机容量占比预计在2030年将超过50%，新型电力系统呈现双高特性，对电网安全稳定运行造成严峻挑战。构网型新能源并网变流设备具备主动支撑能力，对外呈现“电压源”特性，显著提升了电网运行的稳定性。然而，由于涉及厂家机密，且缺乏针对控制环参数辨识的相应理论，无法获取正确的控制参数建立准确的构网型控制模型。因此，亟需展开对构网型故障控制参数辨识的研究。
2、对于永磁同步电机及传统跟网型新能源电源控制参数辨识常借助数学模型降阶或增秩处理系统控制方程欠秩从而出现辨识结果多解的问题。在时域、频域下借助注入高频或直流信号解决了方程欠秩而部分参数无法正确辨识的问题，但增加了额外的设备，不适用于复杂的现场试验场景。或者通过减少待辨识参数个数，参考工程实际中的经验值将低灵敏度参数设置为固定值而不进行辨识，仅通过优化算法辨识高灵敏度参数。而构网型功率外环、电压电流内环和低穿控制环呈现级联关系，故障控制参数多且其耦合关系未探明，分步辨识算法是否适用尚不可知。
3、永磁同步电机及传统跟网型新能源电源控制参数辨识理论及算法无法直接用于构网型控制，为此亟需构网型控制参数相关性分析及精确辨识故障控制参数的辨识算法。
技术实现思路
1、
2、为了能够解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种可以有效辨识构网型控制的新能源电源故障控制参数，解决了功率外环与内环参数耦合统一辨识易出现多解的问题，辩识精度高的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法。
3、为了实现上述发明目的，本发明提供了一种构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，包括以下步骤：
4、获取电压跌落发生器虚拟转速、虚拟阻抗、并网点电压、输出电流和滤波器电路方程；
5、基于所述虚拟阻抗、所述并网点电压和所述输出电流构建虚拟内电势方程；
6、根据所述电压跌落发生器虚拟转速、所述并网点电压、输出电流和所述虚拟内电势构建构网型故障控制数学模型；
7、根据所述构网型故障控制数学模型获得功率控制环的扰动输出函数和待辨识参数；所述待辨识参数包括外环控制参数、内环控制参数和低电压穿越控制参数；
8、根据所述构网型故障控制数学模型和所述滤波器电路方程获得输出电流计算式；
9、故障发生时，根据所述输出电流获得时域边界；
10、根据所述时域边界获得辨识区域并区分所述内环控制参数和所述外环控制参数：所述辨识区域包括暂态时域和稳态时域；
11、基于所述暂态时域，采用寻优算法根据所述输出电流计算式、所述内环控制参数和所述低电压穿越控制参数获得内环控制参数值和低电压穿越控制参数值；
12、根据所述低电压穿越控制参数值和所述虚拟内电势方程获得虚拟内电势值；
13、基于所述稳态时域，采用寻优算法根据所述功率控制环的扰动输出函数、所述虚拟内电势值和所述外环控制参数获得外环控制参数值。
14、进一步地，所述虚拟内电势方程为：
15、；
16、式中，为虚拟内电势，为并网点轴电压，为并网点轴电压，为输出轴电流，为输出轴电流，为虚拟阻抗值，为广义化虚拟电阻值，均为广义化虚拟电抗值。
17、进一步地，所述构网型故障控制数学模型包括外环故障控制模型、内环故障控制模型和低电压穿越控制模型；所述外环故障控制模型为：
18、；
19、所述内环故障控制模型为：
20、，
21、；
22、所述低电压穿越控制模型为：
23、；
24、式中，为构网型控制新能源电源有功功率实际值，为构网型控制新能源电源有功功率参考值，为构网型控制新能源电源无功功率实际值，为构网型控制新能源电源无功功率参考值，为有功外环的阻尼系数，为有功外环的惯量系数，为电压跌落发生器虚拟转速实际值，为电压跌落发生器虚拟转速额定值，为相角参考值，为时间，为无功电压下垂系数，为虚拟内电势，为并网点电压，为并网点轴电压，为并网点轴电压，为并网点轴电压参考值，为并网点轴电压参考值，为输出轴电流，为输出轴电流，为输出轴电流参考值，为输出轴电流参考值，为电压内环的比例系数，为电压内环的积分系数，为电流内环的比例系数，为电流内环的积分系数，为频域中的复变量，为降电压后轴电压参考值，为降电压后轴电压参考值，为等效电容值，为等效电感值，为广义化虚拟电阻值，均为广义化虚拟电感值。
25、进一步地，根据所述外环故障控制模型获得所述功率控制环的扰动输出函数，根据所述内环故障控制模型和所述滤波器电路方程获得所述输出电流计算式；
26、所述功率控制环的扰动输出函数为：
27、；
28、所述输出电流计算式为：
29、；
30、式中，为整步功率系数，为输出电流，为输出电压，为时间，为反拉式算子，为等效电阻值。
31、进一步地，区分所述内环控制参数和所述外环控制参数的步骤为：
32、运行所述构网型故障控制数学模型，通过希尔伯特变换式提取三相电流包络线；所述希尔伯特变换式为：
33、；
34、式中，为希尔伯特变换式，为圆周率，为时间，为希尔伯特变换对应的时间；
35、根据电流幅值获得时域边界；所述电流幅值为：
36、；
37、式中，为电流幅值，为经希尔伯特变换得到的电流包络线值，为差分区间，为电流阈值；
38、根据所述时域边界获得所述辨识区域；
39、根据所述三相电流包络线和所述辨识区域区分所述内环控制参数和所述外环控制参数。
40、进一步地，获得所述内环控制参数值和所述低电压穿越控制参数值之前，通过轨迹灵敏度模型区分所述内环控制参数和所述低电压穿越控制参数；
41、区分所述内环控制参数和所述低电压穿越控制参数的步骤为：
42、基于所述内环控制参数和所述低电压穿越控制参数构建隐函数参数集；所述隐函数参数集为：
43、，
44、；
45、式中，为隐函数参数集，为第个隐函数参数，为第个隐函数参数，为隐函数，为第个待辨识参数；
46、根据所述隐函数参数集构建输出电流模型，所述输出电流模型为：
47、；
48、式中，为输出电流，为输出电流函数，为第个待辨识参数对应的隐函数参数；
49、根据所述隐函数参数集和所述输出电流模型构建所述轨迹灵敏度模型；所述轨迹灵敏度模型为：
50、；
51、式中，为第个待辨识参数对输出电流的轨迹灵敏度；
52、在预设数值范围内获取待辨识参数的随机值的集合，根据待辨识参数的随机值的集合求解所述轨迹灵敏度模型获得轨迹灵敏度数值的集合；
53、获取轨迹灵敏度判定值；
54、根据所述轨迹灵敏度数值的集合和所述轨迹灵敏度判定值区分所述内环控制参数和所述低电压穿越控制参数，所述内环控制参数包括电压内环控制参数和电流内环控制参数：
55、所述轨迹灵敏度数值大于所述轨迹灵敏度判定值对应的所述待辨识参数为所述电压内环控制参数或所述低电压穿越控制参数；
56、所述轨迹灵敏度数值小于所述轨迹灵敏度判定值对应的所述待辨识参数为所述电流内环控制参数。
57、进一步地，获得所述内环控制参数值和所述低电压穿越控制参数值的步骤为：
58、在预设数值范围内，获取电流内环控制参数随机值、电流内环控制参数随机值的集合、电压内环控制参数随机值的集合和低电压穿越控制参数随机值的集合；
59、采用寻优算法，基于所述电流内环控制参数随机值、所述电压内环控制参数随机值的集合和所述低电压穿越控制参数随机值的集合运行所述输出电流计算式，获得所述电压内环控制参数值和低电压穿越控制参数值；
60、采用寻优算法，基于所述电压内环控制参数值和所述低电压穿越控制参数值、所述电流内环控制参数随机值的集合运行所述输出电流计算式，获得所述电流内环控制参数值。
61、在获得所述内环控制参数值和所述低电压穿越控制参数值之前，判断所述待辨识参数之间是否相互独立；判断所述待辨识参数之间是否相互独立的步骤为：
62、构建pearson相关系数模型，pearson相关系数模型为：
63、；
64、式中，为pearson相关系数，、分别为个采样时刻待辨识参数对输出电流的轨迹灵敏度，、分别为待辨识参数对输出电流的轨迹灵敏度平均值，为采样时刻序号，为采样时刻总数；
65、基于所述轨迹灵敏度数值的集合运行所述pearson相关系数模型，获得任意两个待辨识参数之间的pearson相关系数；
66、获取pearson相关系数判定值；
67、若两个待辨识参数之间的pearson相关系数小于所述pearson相关系数判定值，则两个待辨识参数相互独立；
68、否则两个待辨识参数不相互独立。
69、进一步地，获得所述外环控制参数值的步骤为：
70、基于所述稳态时域，获取构网型控制新能源电源功率参考值；所述构网型控制新能源电源功率参考值为：
71、，
72、；
73、式中，为额定功率值，为并网点电压标幺值，为并网点电压跌落标幺值，为构网型控制新能源电源有功功率参考值，为构网型控制新能源电源无功功率参考值，为新能源电源额定容量；
74、在预设数值范围内，获取外环控制参数随机值的集合；
75、采用寻优算法，基于所述构网型控制新能源电源功率参考值、所述外环控制参数随机值的集合和所述虚拟内电势值运行所述功率控制环的扰动输出函数，获得所述外环控制参数值。
76、进一步地，所述外环控制参数包括有功外环的阻尼系数、有功外环的惯量系数和无功电压下垂系数；
77、所述内环控制参数包括电压内环的比例系数、电压内环的积分系数、电流内环的比例系数和电流内环的积分系数；
78、所述低电压穿越控制参数包括中间参数、降电压后轴电压参考值和降电压后轴电压参考值，所述中间参数包括广义化虚拟电阻值、广义化虚拟电抗值和广义化虚拟电感值。
79、本发明的有益效果是：本发明提出的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法无需增加额外的设备，可以有效辨识构网型控制的新能源电源故障控制参数，解决了功率外环与内环参数耦合统一辨识易出现多解的问题，辩识精度高，应用范围广，尤其适用于复杂的现场试验场景；
80、本发明提供的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法能耐受信噪比为30db以上的噪声，具有一定的噪声鲁棒性。
1.一种构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，所述虚拟内电势方程为：
3.根据权利要求2所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，所述构网型故障控制数学模型包括外环故障控制模型、内环故障控制模型和低电压穿越控制模型；所述外环故障控制模型为：
4.根据权利要求3所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，根据所述外环故障控制模型获得所述功率控制环的扰动输出函数，根据所述内环故障控制模型和所述滤波器电路方程获得所述输出电流计算式；
5.根据权利要求1所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，区分所述内环控制参数和所述外环控制参数的步骤为：
6.根据权利要求4所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，获得所述内环控制参数值和所述低电压穿越控制参数值之前，通过轨迹灵敏度模型区分所述内环控制参数和所述低电压穿越控制参数；
7.根据权利要求6所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，获得所述内环控制参数值和所述低电压穿越控制参数值的步骤为：
8.根据权利要求7所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，在获得所述内环控制参数值和所述低电压穿越控制参数值之前，判断所述待辨识参数之间是否相互独立；判断所述待辨识参数之间是否相互独立的步骤为：
9.根据权利要求4所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，获得所述外环控制参数值的步骤为：
10.根据权利要求1所述的构网型控制的新能源电源故障控制参数辨识方法，其特征在于，所述外环控制参数包括有功外环的阻尼系数、有功外环的惯量系数和无功电压下垂系数；
