数据驱动的高比例变流器电力系统低频动态模型参数辨识

郑健; 李霞林; 郭力; 刘红岩; 黄玉辉; 庞秀岚; 李晓峰

doi:10.7500/AEPS20230608002

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数据驱动的高比例变流器电力系统低频动态模型参数辨识

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 数据驱动的高比例变流器电力系统低频动态模型参数辨识
- Data-driven Parameter Identification for Low-frequency Dynamic Model of Power System with High Proportion of Converters
- 电力系统自动化 2024年48卷第13期页码：138-146
- 作者机构：
  
  1.智能电网教育部重点实验室(天津大学),天津市 300072
  2.海南电网有限责任公司电力科学研究院,海南省海口市 570105
  3.国家电投集团青海光伏产业创新中心有限公司,青海省西宁市 810008
- 作者简介：
  
  郑健(1999—)，女，硕士研究生，主要研究方向：电力电子化电力系统建模与稳定性分析。E-mail：jianzheng@tju.edu.cn
  李霞林(1986—)，男，通信作者，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：变流器控制、分布式电源及微电网控制等。E-mail：xialinlee@tju.edu.cn
  郭力(1981—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电压稳定与优化控制、分布式发电系统等。E-mail：liguo@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2023YFB2406700);海南省院士创新平台项目(YSPTZX202305)
- DOI：10.7500/AEPS20230608002
  中图分类号：
- 收稿：2023-06-08，
  
  修回：2024-02-19，
  
  网络出版：2024-05-20，
  
  纸质出版：2024-07-10
- 稿件说明：
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郑健,李霞林,郭力等.数据驱动的高比例变流器电力系统低频动态模型参数辨识[J].电力系统自动化,2024,48(13):138-146.

ZHENG Jian,LI Xialin,GUO Li,et al.Data-driven Parameter Identification for Low-frequency Dynamic Model of Power System with High Proportion of Converters[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(13):138-146.
郑健,李霞林,郭力等.数据驱动的高比例变流器电力系统低频动态模型参数辨识[J].电力系统自动化,2024,48(13):138-146. DOI： 10.7500/AEPS20230608002.

ZHENG Jian,LI Xialin,GUO Li,et al.Data-driven Parameter Identification for Low-frequency Dynamic Model of Power System with High Proportion of Converters[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(13):138-146. DOI： 10.7500/AEPS20230608002.

摘要

高比例变流器接入弱电网后，容易产生由“外环控制-锁相环-弱网”交互影响主导的低频动态现象。网络侧线路参数、变流器控制参数因技术保密等原因往往难以完全获取，导致低频动态稳定性分析模型难以构建。因此，提出了一种基于数据驱动的低频动态稳定性分析模型参数辨识方法。首先，通过最小二乘回归算法辨识出网络参数矩阵；其次，建立系统矩阵，采用基于奇异值分解的动态模式分解算法将其重构，代入对应控制环节，通过求解一组线性方程即可同时获得所有变流器外环及锁相环的控制参数；然后，结合设备侧模型，构建完整的系统小信号稳定性分析模型；最后，在PSCAD/EMTDC中搭建2个新能源场站接入系统的算例，以验证参数辨识的准确性以及模型的有效性，并进一步分析系统的低频动态稳定性。

Abstract

When the high proportion of converters are connected to the weak grid

it is easy to produce the low-frequency dynamic phenomenon dominated by the interaction influence of “outer loop control-phase-locked loop (PLL)-weak-grid”. Because of technical security and other reasons

it is difficult to completely obtain the line parameters and converter control parameters on the network side

which makes it difficult to construct the low-frequency dynamic stability analysis model. Therefore

a data-driven parameter identification method for low-frequency dynamic stability analysis model is proposed. Firstly

the network parameter matrix is identified by the least square regression algorithm. Secondly

the system matrix is established

and the dynamic mode decomposition algorithm based on singular value decomposition is used to reconstruct it and replace it with the corresponding control link. By solving a set of linear equations

the control parameters of the outer loop and PLL of all converters can be obtained simultaneously. Then

combined with the device-side model

the complete small signal stability analysis model of a system is constructed. Finally

a case with two renewable energy stations connecting to the system is built in PSCAD/EMTDC to verify the accuracy of parameter identification and the effectiveness of the model

and to further analyze the low-frequency dynamic stability of the system.

关键词

Keywords

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