本发明属于电力系统分析，具体的说是一种双馈风机逆变器低穿特性控制模式与参数辨识方法。
背景技术：
1、在新能源电力系统中，双馈风机是现代新能源风电系统中的关键技术之一，其采用双馈逆变器技术使得风机在各种风速条件下均能高效运行。逆变器作为双馈风机的核心控制部件，负责调节风机的输出电压和频率，直接影响到整个风电系统的稳定性和功率输出质量。然而，逆变器的精确参数通常难以直接获取，特别是在不同环境条件下其特性可能会有所变化。因此，通过参数辨识技术准确获取逆变器的关键参数变得尤为重要。这些精确的参数能够有效支持风机模型的精确建立和仿真分析，从而帮助优化风机系统的运行策略和响应能力，提升整体系统的可靠性和经济性。因此，双馈风机参数辨识不仅是技术研究的重要一环，也直接关系到新能源的有效利用和发展进程。
2、双馈风机逆变器是新能源发电系统的核心装置之一，逆变器的故障穿越控制环节有多种模式，不同型号的逆变器采用的控制模式可能不同，对于已经完成封装的双馈风机逆变器，其控制模式和参数是未知的，无法直接对双馈风机内部进行解析再现，因此需要采取控制模式与参数辨识方法。
3、目前常用辨识方法为系统辨识法。系统辨识算法是利用实际场站或测试平台的机组运行数据来对相应参数进行辨识分析，通常利用智能优化算法，利用了优化算法本身的全局寻优特性求解，只需提供相应的采样数据就能自行开展全局寻优计算，最终找到适应度最高的模型参数目标值。已有研究多集中于在已知控制模式的情况下对逆变器的控制参数进行辨识，取得了较多研究成果，但实际情况下逆变器的控制参数也是未知的，考虑控制模式和参数辨识以及控制器特性分析的重要影响，是当前有待解决的关键问题之一。
技术实现思路
1、本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种双馈风机逆变器低穿特性控制模式与参数辨识方法，以期能辨识双馈风机逆变器低穿特性控制模式与参数，从而能实现低电压穿越控制的精确建模。
2、本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
3、本发明一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法的特点在于，是按如下步骤进行：
4、步骤1、收集双馈风机逆变器在低电压穿越工况下的运行数据并作为实测数据，所述实测数据均为逆变器机侧数据，包括：电压、有功功率、无功功率、有功电流、无功电流；
5、步骤2、确定双馈风机逆变器在故障工况下的有功功率和无功功率控制阶段，包括：故障穿越期间、故障穿越后以及故障穿越后恢复阶段，并确定在各阶段下的控制模式；
6、步骤2.1.1、令故障穿越期间的有功功率控制模式，包括：故障穿越期间的指定有功功率控制模式、进入故障穿越前时刻的有功电流值控制模式、故障穿越期间的指定有功电流控制模式、低压限有功电流控制模式；
7、步骤2.1.2、令故障穿越后的有功功率恢复起点控制模式，包括：故障穿越后的指定有功电流控制模式、故障穿越期间的有功电流控制模式、故障穿越期间的有功功率控制模式；
8、步骤2.1.3、令故障穿越后恢复阶段的有功功率恢复控制模式，包括：指定斜率恢复控制模式、指定惯性曲线恢复控制模式；
9、步骤2.1.4、故障穿越期间的无功功率控制模式，包括：故障穿越期间的指定无功功率控制模式、故障穿越期间的指定无功电流控制模式；
10、步骤2.1.5、令故障穿越后的无功功率恢复起点控制模式，包括：故障穿越后的指定无功电流控制模式、初始无功电流控制模式、故障穿越期间的无功功率控制模式；
11、步骤2.1.6、令故障穿越后恢复阶段无功功率恢复控制模式为指定惯性曲线恢复控制模式，设定所述指定惯性曲线恢复控制模式下的控制策略为：故障穿越后的无功功率按照惯性曲线恢复至与故障前相同；
12、步骤3、利用改进粒子群算法辨识双馈风机逆变器在故障穿越期间的指定有功电流控制模式下的低穿特性参数{kpv,kpi,ipset}；
13、步骤4、按照步骤3的过程，辨识双馈风机逆变器在其他低电压穿越运行工况下的电压穿越参数。
14、本发明所述的一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法的特点也在于，所述步骤2.1.1包括：
15、步骤a1、利用式(1)构建故障穿越期间的指定有功功率控制模式下的控制策略：
16、pref＝kpp0+pset (1)
17、式(1)中，kp为第一有功功率参数；p0为初始有功功率；为第二有功功率参数；pref为故障期间有功功率；
18、步骤b1、设定进入故障穿越前时刻的有功电流值控制模式下的pset控制策略为：有功功率电流与故障穿越前相同；
19、步骤c1、利用式(2)构建故障穿越期间的指定有功电流控制模式下的控制策略：
20、ipref＝kpvvt+kpiip0+ipset (2)
21、式(2)中，kpv为第一电压参数；vt为电压幅值；.kpi.为第一有功电流参数；ip0为初始有功电流；ipset为第二有功电流参数；ipref为故障期间有功电流；
22、步骤d1、利用式(3)构建低压限有功电流控制模式下的控制策略：
23、
24、式(3)中，vmax为电压最大值；vmin为电压最小值；ipmax为有功电流最大值。
25、所述步骤2.1.2包括：
26、步骤a2、利用式(4)构建故障穿越后的指定有功电流控制模式下的控制策略：
27、ipref＝min(kpiip0+ipset,ip0) (4)
28、步骤b2、令使用故障穿越期间的有功电流控制模式下的控制策略为：有功功率恢复起点的有功电流与故障穿越期间相同；
29、步骤c2、设定使用故障穿越期间的有功功率控制模式下的控制策略为：故障穿越后有功功率恢复起点的功率与故障穿越期间相同。
30、所述步骤2.1.3包括：
31、步骤a3、设定指定斜率恢复控制模式下的控制策略为：故障穿越后的有功功率线性恢复至与故障前相同；
32、步骤b3、设定指定惯性曲线恢恢复控制模式下的控制策略为：故障穿越后的有功功率按照惯性曲线恢复至与故障前相同。
33、所述步骤2.1.4包括：
34、步骤a4、利用式(5)构建故障穿越期间的指定无功功率控制模式下的控制策略：
35、qref＝kqq0+qset (5)
36、式(5)中，kq为第一无功功率参数；q0为初始无功功率；qset为第二无功功率参数；qref为故障期间无功功率；
37、步骤b4、利用式(6)构建故障穿越期间的指定无功电流控制模式下的控制策略：
38、iqref＝kqv(vset-vt)+kqiiq0+iqset (6)
39、式(6)中，kqv为第二电压参数；vset为第三电压参数；kqi为第一无功电流参数；iq0为初始无功电流；iqset为第二无功电流参数；iqref为故障穿越期间的无功电流。
40、所述步骤2.1.5包括：
41、步骤a5、利用式(7)构建故障穿越后的指定无功电流控制模式下的控制策略：
42、iqref＝kqiiq0+iqset (7)
43、步骤b5、设定初始无功电流控制模式下的控制策略为：故障穿越后无功功率恢复起点的无功电流与初始无功电流相同；
44、步骤c5、设定使用故障穿越期间的无功功率控制模式下的控制策略为：故障穿越后无功功率恢复起点的无功功率与故障穿越期间相同。
45、所述步骤3是按如下步骤进行：
46、步骤3.1、定义粒子群的规模为n，定义任意一个粒子的序号为n，1≤n≤n；
47、定义当前迭代次数为g，定义最大迭代次数为g，并初始化g＝1；
48、定义粒子位置的第一范围为x_limit1、第二范围为x_limit2、第三范围为x_limit3，并初始化x_limit1、x_limit2、x_limit3；
49、定义粒子速度的第一范围v_limit1、第二范围v_limit2、第三范围v_limit3，并初始化v_limit1＝v_limit2＝v_limit3；
50、定义第g代粒子群的粒子速度为其中，表示第g代粒子群中的第n个粒子的速度，并初始化
51、定义并初始化最小适应度为fmin，定义并初始化初值惯性权重为wini、终值惯性权重为wfin，定义并初始化第一初值因子为c1,ini、第二初值因子为c2,ini、第一终值因子为c1,fin、第二终值因子为c2,fin；
52、步骤3.2、定义第g代粒子群中第n个粒子的位置为定义第n个粒子的个体最优位置为kpbest,n，全局最优位置为kgbest；初始化kpbest,n对应的适应度fpbset,n和kgbest对应的适应度fgbset均为无穷大；
53、步骤3.3、利用式(8)初始化第g代粒子群中第i个粒子的位置初始化n＝1；
54、
55、式(8)中，x_limit1,1、x_limit1,2分别代表x_limit1的下限和上限；
56、x_limit2,1、x_limit2,2分别代表x_limit2的下限和上限；x_limit3,1、x_limit3,2分别代表x_limit3的下限和上限；rand()为均匀分布[0,1]区间的随机函数；表示第g代粒子群中第n个粒子的第一电压参数，表示第g代粒子群中第n个粒子的第一有功电流参数，表示第g代粒子群中第n个粒子的第二有功电流参数；
57、步骤3.4、根据式(9)计算第g代粒子群中第n个粒子的适应度
58、
59、步骤3.5、若则将赋值给fpbset,n，将赋值给kpbest,n；否则，执行步骤3.6；
60、步骤3.6、若则将赋值给fgbest，将赋值给kgbest；否则，执行步骤3.7；
61、步骤3.7、根据式(10)计算第g+1代粒子群中第n个粒子的惯性权重根据式(11)计算第g+1代粒子群中第n个粒子的第一学习因子第二学习因子
62、
63、式(10)和式(11)中，为第g代粒子群的平均适应度，为第g代粒子群中第n个粒子的第一学习因子；为第g代粒子群中第n个粒子的第二学习因子；
64、步骤3.8、根据式(12)得到第g+1代粒子群中第n个粒子的速度位置
65、
66、式(12)中，r1和r2是0-1的2个随机数；表示第g+1代粒子群中第n个粒子的第一电压参数，表示第g+1代粒子群中第n个粒子的第一有功电流参数，表示第g+1代粒子群中第n个粒子的第二有功电流参数；
67、步骤3.8、将n+1赋值给n，判断n>n是否成立，若成立，则执行步骤3.9；否则，返回步骤3.4顺序执行；
68、步骤3.9、若fgbest<fmin，则表示辨识完成，并执行步骤3.11；否则执行步骤3.10；
69、步骤3.10、将g+1赋值给g，若g>g成立，则表示辨识完成，并执行步骤3.11；否则，初始化n＝1后，返回步骤3.4顺序执行；
70、步骤3.11、将全局最佳位置kgbest作为双馈风机低电压穿越运行工况下的低电压穿越参数{kpv,kpi,ipset}的辨识结果。
71、本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述双馈风机逆变器低穿特性控制模式与参数辨识方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
72、本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述双馈风机逆变器低穿特性控制模式与参数辨识方法的步骤。
73、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
74、1、本发明提出了一种双馈风机逆变器低穿特性控制模式的辨识方法，利用低电压穿越过程中的电压、有功功率、无功功率、有功电流、无功电流数据特征，从而有效判断出双馈风机逆变器的低穿特性控制模式，解决了在未知双馈风机逆变器控制模式下辨识控制参数的困难。
75、2、本发明提出了一种改进的粒子群算法，使得算法求解过程中的惯性权重、第一学习因子和第二学习因子依据适应度和迭代次数不断调整，提高了求解的精度和收敛速度，解决了传统粒子群算法易陷入局部最优和收敛速度慢的问题，从而能更好的得到低电压穿越参数的辨识结果。
76、3、本发明提出了一种双馈风机逆变器低电压穿越控制参数的辨识方法，利用改进的粒子群算法求解，且依据《nb/t 31053-2021风电机组电气仿真模型验证规程》，证明了辨识结果的精确性，解决了双馈风机逆变器精确控制参数难以获取的难题，进而使得双馈风机模型能够准确建立，从而帮助优化风机系统的运行策略和响应能力，提升了系统的可靠性和经济型。
1.一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法，其特征在于，是按如下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法，其特征在于，所述步骤2.1.1包括：
3.根据权利要求2所述的一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法，其特征在于，所述步骤2.1.2包括：
4.根据权利要求3所述的一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法，其特征在于，所述步骤2.1.3包括：
5.根据权利要求4所述的一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法，其特征在于，所述步骤2.1.4包括：
6.根据权利要求5所述的一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法，其特征在于，所述步骤2.1.5包括：
7.根据权利要求6所述的一种双馈风机逆变器的低穿特性控制模式与参数辨识方法，其特征在于，所述步骤3是按如下步骤进行：
8.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1-7中任一所述双馈风机逆变器低穿特性控制模式与参数辨识方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
9.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1-7中任一所述双馈风机逆变器低穿特性控制模式与参数辨识方法的步骤。
