基于时域的多新息随机梯度法VSG参数辨识*

doi:10.11985/2022.01.011

电气工程学报 ›› 2022, Vol. 17 ›› Issue (1): 78-85.doi: 10.11985/2022.01.011

所属专题：特邀专栏：电力电子化配电网关键设备和运行控制

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基于时域的多新息随机梯度法VSG参数辨识^*

朱军(), 曲玉博(), 刘鹏辉(), 郭向伟, 杜少通, 杨明

河南理工大学电气工程与自动化学院焦作 454000

收稿日期:2021-11-15 修回日期:2022-01-23 出版日期:2022-03-25 发布日期:2022-05-06
通讯作者: 朱军 E-mail:zhujunnd@163.com;291059841@qq.com;nesghpu@163.com
作者简介:曲玉博,男,1996年生,硕士研究生。主要研究方向为虚拟同步发电机技术。E-mail： 291059841@qq.com;
刘鹏辉,男,1992年生,博士。主要研究方向为电力系统继电保护、智能配电网等。E-mail： nesghpu@163.com
基金资助:
*国家自然科学基金(U1504506);河南省科技攻关(202102210093);河南省科技攻关(212102210256);河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2020GGJS055);河南省高等学校重点科研(19A470001);河南理工大学青年骨干教师培养计划(2018XQG-08)

VSG Parameter Identification Based on Multi Innovation Stochastic Gradient Method in Time Domain

ZHU Jun(), QU Yubo(), LIU Penghui(), GUO Xiangwei, DU Shaotong, YANG Ming

School of Electrical Engineering and Automation, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000

Received:2021-11-15 Revised:2022-01-23 Online:2022-03-25 Published:2022-05-06
Contact: ZHU Jun E-mail:zhujunnd@163.com;291059841@qq.com;nesghpu@163.com

摘要/Abstract

摘要：

针对采用虚拟同步发电机技术(Virtual synchronous generator,VSG)控制的新能源并网逆变器,提出一种基于统一模型的VSG实际输出惯性和阻尼的辨识方法,定量评估逆变器提供给大电网的惯性和阻尼。首先分析不同的VSG接建模方法,建立统一的VSG控制模型结构,然后提出一种适用于时域的多新息随机梯度法VSG关键参数的辨识方法,利用指令功率阶跃激励出系统功率动态信息,根据所推导的VSG控制模型参数之间的关系,动态地辨识出系统输出的惯性和等效阻尼参数,然后分析辨识模型的误差。最后,通过仿真验证与对比证明所提方法的有效性。

关键词: 虚拟同步发电机, 惯性, 阻尼, 参数辨识, 多新息随机梯度法

Abstract:

Aiming at the new energy grid-connected inverter controlled by virtual synchronous generator technology (VSG), a uniform model of VSG actual output inertia and damping is proposed to quantitatively evaluate the inertia and damping provided by VSG to the large power grid. Firstly, different VSG connection modeling methods are analyzed, and a unified VSG control model structure is established. Then, an identification method of VSG key parameters based on multi innovation stochastic gradient method suitable for time domain is proposed. The system power dynamic information is excited by command power step and according to the relationship between the parameters of VSG control model, the system output inertia and equivalent damping parameters are dynamically identified, and then the error of the identification model is analyzed. Finally, the effectiveness of the proposed method is proved by simulation and comparison.

Key words: Virtual synchronous generator, inertia, damping, parameter identification, multi innovation stochastic gradient method

中图分类号:

TM464

朱军, 曲玉博, 刘鹏辉, 郭向伟, 杜少通, 杨明. 基于时域的多新息随机梯度法VSG参数辨识^*[J]. 电气工程学报, 2022, 17(1): 78-85.

ZHU Jun, QU Yubo, LIU Penghui, GUO Xiangwei, DU Shaotong, YANG Ming. VSG Parameter Identification Based on Multi Innovation Stochastic Gradient Method in Time Domain[J]. Journal of Electrical Engineering, 2022, 17(1): 78-85.

图/表 11

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参考文献 17

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参数	数值
直流母线电压U_dc/V	700
电网线电压U_n/V	380
开关频率f/kHz	10
额定频率f_n/Hz	50
滤波电感L/mH	1.1
滤波电容C/μF	50

新息长度p	a	b	虚拟惯量J	阻尼系数D
2	3.23	41.36	21.55	139.47×100π
3	3.47	42.76	20.84	144.65×100π
5	3.52	43.67	20.41	143.86×100π

算法	a	b	J/误差(%)	D/误差(%)
MI-SG(p=5)	3.52	43.67	20.41/2.1	143.86×100π/1.1
递推二乘法	3.27	41.77	21.34/6.6	139.75×100π/1.8

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