南昌大学聂晓华获国家专利权
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龙图腾网获悉南昌大学申请的专利一种基于非洲秃鹫算法的微网惯性常数估计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:CN116306306B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19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:202310339495.X,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种基于非洲秃鹫算法的微网惯性常数估计方法是由聂晓华;匡龙辉;郑华健设计研发完成,并于2023-03-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于非洲秃鹫算法的微网惯性常数估计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于非洲秃鹫算法的微网惯性常数估计方法,通过将发电机转子运动方程进行拉普拉斯变换、离散化处理和Z变换之后,得到包含待求惯性常数H和阻尼系数D的传递函数表达式,通过PMU测量装置获取系统运行时各机组出口处的功率和频率变化信号,并根据测得的数据通过算法寻优最终得到含虚拟惯量的系统惯性常数,用以解决现有的惯性常数评估方法无法用于含虚拟惯量的系统问题。首先,建立新能源VSG等效虚拟惯量和同步发电机转动惯量的统一惯性常数解析模型,将惯性常数求解问题转化为算法寻优问题,利用PMU得到的功率—频率时间序列数据,采用非洲秃鹫算法求解统一解析模型中的惯性常数。本发明实现了对系统惯性常数的快速辨识。
本发明授权一种基于非洲秃鹫算法的微网惯性常数估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于非洲秃鹫算法的微网惯性常数估计方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,将新能源电源类比于同步发电机,将其等效为虚拟同步发电机; 步骤2,构建含VSG虚拟惯量和同步发电机转动惯量的统一惯性常数解析模型; 步骤3,对步骤2中构建的统一惯性常数解析模型的转子运动方程依次进行拉普拉斯变换、拉普拉斯反变换、离散化处理和Z变换,最终得到含待求参数H、D的传递函数表达式,H为惯性常数、D为阻尼系数; 步骤4,将PMU所测得的系统运行功率变化数据代入计算得到的传递函数表达式中,得到相应的频率变化; 步骤5,构建适应度函数; 步骤6,采用非洲秃鹫算法对待求参数H、D进行寻优,当适应度函数值y在要求范围内时,即取该时刻计算的H、D为待求参数; 所述步骤2中含VSG虚拟惯量和同步发电机转动惯量的统一惯性常数解析模型由如下推导得到: 根据电力系统整体惯量守恒,电力系统等值惯性常数由如下式子计算得: ; 其中:表示第i台同步发电机的惯性常数,表示第i台同步发电机的额定容量,表示第j台VSG的惯性常数,表示第j台VSG的额定容量,表示整个系统的额定容量; 在所述步骤3中,为得到含待求参数H、D的传递函数表达式,包括以下步骤: 步骤3.1,用等值转子运动方程表示系统的暂态机电特性: ; 式中:表示机组出口处的角频率偏差,、分别为系统总的机械功率增量和负荷功率增量,为系统等值阻尼系数; 步骤3.2,对等值转子运动方程进行拉普拉斯变换,得对应系统的传递函数为: ; 式中:为频域形式的角频率偏差,S为拉普拉斯算子,为与作差后经过拉普拉斯变换得到; 步骤3.3,将传递函数进行拉普拉斯逆变换,其时域形式为: ; 显然,为指数形式衰减,其幅值为的负倒数; 步骤3.4,对时域形式的传递函数进行离散化处理,用取代,将离散为时间序列函数,传递函数变为: ; 步骤3.5,对离散得到的时间序列函数进行Z变换,得到如下计算式: ; 式中:Z表示离散变量,T为单位时间周期。
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