内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司杨再欣获国家专利权
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龙图腾网获悉内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司申请的专利基于矢量拟合技术的工业园区复频域导纳矩阵建模方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119442920B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510026279.9,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权基于矢量拟合技术的工业园区复频域导纳矩阵建模方法是由杨再欣;王蕴敏;邢华栋;魏志星;李玉京;胡鹏飞;屈雁南;陶溥晔东;刘文胜设计研发完成,并于2025-01-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于矢量拟合技术的工业园区复频域导纳矩阵建模方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于矢量拟合技术的工业园区复频域导纳矩阵建模方法,所述方法包括以下步骤:S101、使用并网点扰动的方式测量工业园区并网运行状态下各新能源机组的实时幅频、相频特性曲线;S102、获取新能源机组的峰值个数,确定新能源机组复频域阻抗的阶数,进而确定矢量拟合的阶数;S103、使用矢量拟合技术分段辨识各新能源机组的复频域阻抗模型,得到复频域阻抗模型的分段精确参数表示;S104、基于各新能源机组的复频域阻抗模型,结合工业园区中线路拓扑信息和线路参数,建立工业园区的复频域导纳矩阵。本发明有效解决由于厂商保密原因造成的变流器“灰箱”和“黑箱”问题,得到具体精确的交流器复频域导纳模型以分析交流器并网稳定性问题。
本发明授权基于矢量拟合技术的工业园区复频域导纳矩阵建模方法在权利要求书中公布了:1.基于矢量拟合技术的工业园区复频域导纳矩阵建模方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: S101、使用并网点扰动的方式测量工业园区并网运行状态下各新能源机组的实时幅频、相频特性曲线,获得各新能源机组的阻抗幅值和相位的频率点,具体包括以下步骤: S11、收集各新能源机组的三相电压、电流运行数据,使用前馈神经网络拟合各新能源机组的三相电压、电流运行数据,建立数字孪生模型; S12、在并网点对各新能源机组施加不同频率点的扰动频率fp的小信号电压扰动,其中f为频率,p为第p个频率点; S13、计算数字孪生模型和各新能源机组小信号电压扰动后的并网电流之差,得到小信号电流响应,并对其进行傅里叶分析,得到复频域内各新能源机组在电压扰动下的电流响应,表示如下: 其中,Xk为频域信号,DFT为离散傅里叶分析,xm为进行傅里叶分析的函数,即小信号电流响应,m为采样点序号,M为采样点数,e为自然对数,j为虚数单位,k为自然数; S14、基于傅里叶分析结果,计算扰动频率fp处的小信号电流响应和小信号电压扰动强度之比,得到相应的复频域阻抗Zp; S15、修改扰动频率fp,得到新能源机组的阻抗Z的幅频、相频特性曲线; S16、在各新能源机组运行时,实时循环注入小信号电压扰动,获取复频域阻抗Zp′,并根据复频域阻抗Zp′的数据来判断是否更新新能源机组的阻抗Z; S102、基于各新能源机组的阻抗幅值和相位的频率点,获取各新能源机组的峰值个数,根据各新能源机组的峰值个数确定新能源机组复频域阻抗的阶数,进而确定矢量拟合的阶数; S103、基于矢量拟合的阶数,使用矢量拟合技术分段辨识各新能源机组的复频域阻抗模型,得到复频域阻抗模型的分段精确参数,具体包括以下步骤: S31、对各新能源机组复频域阻抗的传递函数进行分段; S32、定义第i频段新能源机组复频域阻抗的传递函数形式,并基于新能源机组复频域阻抗的传递函数形式进行矢量拟合,表示如下: 其中,His为新能源机组复频域阻抗的传递函数,N为分段拟合中每一段的阶数,n为第n个极点,a、b、c、dn分别为通过矢量拟合待求的参数,s为自变量; 所述基于新能源机组复频域阻抗的传递函数形式进行矢量拟合,具体包括以下步骤: S3.1、从拟合频段内均匀选取N个初始极点定义一个未知函数His′,满足其与拟合传递函数相乘后与His有相同极点,表示如下: 其中,为拟合传递函数,为c的共轭值; S3.2、将步骤S101中的频率点带入,求解矢量拟合线性方程组公式,表示如下: Bk=fsk 其中,Ak为矢量拟合算法中的系数矩阵,k为频率采样点数量,x为矢量拟合方程的未知量向量,B为矢量拟合算法的右端项,sk为复频率变量,fsk为目标函数的频率响应值,cN为第N个极点的残差,为第N个极点的残差的共轭值,T为对矩阵进行转置操作; S3.3、基于步骤S3.1和S3.2,得到拟合传递函数,表示如下: 其中,为拟合传递函数,{zn}和分别为和HiS′的零点,His′的零点为拟合传递函数的极点,可通过求解特征值方式得到 S3.4、重复步骤S3.2-S3.3的计算过程,逐步得到更加准确的矢量拟合结果; S33、基于矢量拟合结果,整合N个频段的新能源机组复频域阻抗的传递函数,得到新能源机组复频域阻抗的分段传递函数为Hpars,表示如下: 其中,H1s、HNs分别为矢量拟合后第一段和第N段的传递函数,His为新能源机组复频域阻抗的传递函数,f为频率,fi和fN为复频域阻抗Zp波特图上第i个和第N个峰值所对应的频率; S34、在不分段的情况下,重复步骤S32,获取新能源机组复频域阻抗的整段传递函数为Halls,将分段传递函数和整段传递函数进行加权,得到最终的各新能源机组复频域阻抗的传递函数为Hs,表示如下: Hs=αHalls+βHpars 其中,α和β分别为权重系数; S104、基于各新能源机组的复频域阻抗模型,结合工业园区中线路拓扑信息和线路参数,建立工业园区的复频域导纳矩阵,具体包括以下步骤: S41、分别收集分析光伏发电设备、风力发电设备、制氢设备对应扰动频率点下的复频域阻抗信息; S42、根据复频域阻抗信息绘制波特图,根据波特图峰值的个数确定所要选择拟合的阶数; S43、根据所要选择拟合的阶数,对工业园区进行矢量拟合,得到阻抗结果; S44、基于步骤S43,先建立未加新能源机组的复频域导纳矩阵,以及复频域导纳矩阵各行的表示,再建立加新能源机组之后的复频域导纳矩阵,对角线元素第二行为光伏发电设备,第三行为制氢设备,第四行为风力发电设备。
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