(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111478043.7 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 国网河南省电力公司经济技 术研究 院 地址 450052 河南省郑州市二七区兴华北 街16号世纪家园附32号五楼 申请人 国家电网有限公司 　湖南大学 (72)发明人 于琳琳　司瑞华　张丽华　李甜甜　 李元臣　贾鹏　刘万勋　蒋小亮　 (74)专利代理 机构 郑州优盾知识产权代理有限 公司 41125 代理人 张真真 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/24(2006.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量 评估方法及装置 (57)摘要 本发明提出了一种基于自适应递推最小二 乘的电力系统惯量评估 方法及装置， 用以解决现 有惯量评估方法无法适用于含虚拟惯量的新型 电力系统技术问题。 首先， 建立新能源VSG等效虚 拟惯量和同步发电机转动惯量统一惯量解析模 型； 其次， 采用方程误差模型进行动态建模， 将惯 量求解问题转化为模型中参数辨识问题； 进而， 利用有功—频率时间序列数据， 采用自适应递推 最小二乘算法求解模型中的待辨识参数； 最后， 利用辨识得到的所述方程误差模 型的参数， 计算 得到各机组惯量的大小， 聚合得到系统等效惯 量， 实现不同工况下电力系统等效惯 量的连续追 踪。 本发明通过建立统一线性化传递函数模型， 实现了换流器高占比电力系统等效惯量的连续 追踪。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 114123344 A 2022.03.01 CN 114123344 A 1.一种基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量评估方法， 其特 征在于， 其 步骤如下： S1： 采集电力系统正常/故障运行时各发电机和VS G控制并网逆变器出口侧输出有功功 率， 及其所连母线频率的时序数据， 并分别基于机组额定容量、 系统额定频率对 所述时序数 据进行归一 化预处理； S2： 建立新能源VS G等效虚拟惯量和同步发电机转动惯量统一惯量解析模型； 采用方程 误差模型进行动态建模， 将惯量 求解问题转 化为模型中参数辨识问题； S3： 利用有功—频率时间序列数据， 采用自适应递推最小二乘法求解所述方程误差模 型， 辨识所述方程 误差模型中的未知参数； S4： 利用步骤S3辨识得到的所述方程误差模型的参数， 计算得到各机组惯量的大小， 聚 合得到系统等效惯量， 实现不同工况 下电力系统等效惯量的连续追踪。 2.根据权利要求1所述的基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量评估方法， 其特征 在于， 在步骤S2中， 具体包括以下步骤： S21： 基于虚拟同步发电机控制， 得到新能源调速器作用后VSG有功控制模块的线性运 动方程： 式中， J为转动惯量， ω0为系统额定频率， Sn为机组额定功率， ω*为PMU实测频率标幺值 形式， P0*为机组指定功率标幺值形式， Pe*为机组输出电磁功率标幺值形式， D为阻尼系数， kω为调频系数， t为时间； S22： 同步发电机转子运动方程表示 为： 式中， Hsyn为同步发电机惯性常数， ω*为PMU量测频率标幺值形式， Pm为机组输入机械功 率标幺值形式， Pe为机组输出电磁功率标幺值形式， D为阻尼系数， t为时间； S23： 将VSG的等效虚拟惯性常数定义为： 则VSG算法有功控制模块及同步机 转子运动方程的传递 函数模型如下 所示： 其中， Geqv(s)为描述VSG有功—频率特性的传递函数， Gsyn(s)为描述同步机有功—频率 特性的传递 函数， s为拉普拉斯 算子； S24： 根据初值定理， 得到传递 函数初始时刻冲激响应值 为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114123344 A 2新能源VSG等效虚拟惯性常数及同步发电机惯性常数均可通过其传递函数模型初始时 刻的冲激响应来求解得到， 由此， 建立起解析新能源等效虚拟惯量和同步发电机转动惯量 的统一模型； S25： 通过构建方程误差模型描述机组 “有功—频率 ”动态变化过程， 所述方程误差模型 如下： A(z)y(t)＝B(z)u(t)+v(t)； 式中， y(t)为EE模型的输出序列， u(t) 为EE模型 的输入序列， v(t)为白噪声序列， z‑1为单位后移算子： z‑1y(t)＝y(t ‑1)， 均 表示待辨识参数。 3.根据权利要求1所述的基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量评估方法， 其特征 在于， 在步骤S3中， 具体包括以下步骤： S31： 构建参数估计性能指标函数： 式中， 表 示待辨识参数向量， λ为自适应遗 忘因子， 是小于1的正数； S32： 在满足准则函数J( θ )最小的前提下， 获取方程误差模型参数的最优辨识结构， 得 到EE模型中所有未知参数的数值。 4.根据权利要求1所述的基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量评估方法， 其特征 在于， 在步骤S4中， 具体包括以下步骤： S41： 基于双线性变换法构建Z变换算子z与拉普拉斯算子s之间的关系， 将步骤S3辨识 得到的方程 误差模型转 化为连续传递 函数形式； S42： 求解步骤S41得到连续传递函数模型的初始时刻冲激响应值， 获取机组等效惯量 估计值； S43： 根据 各机组等效惯量估计值和在线容量得到系统等效惯量大小， 在运行周期内循 环执行步骤S 3和S4获得运行周期内所有时刻的系统等效惯量， 实现不同工况下电力系统等 效惯量的连续追踪。 5.根据权利要求4所述的基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量评估方法， 其特征 在于， 所述双线性变换法的表达式为： 式中， z为采样拉式算子， s为拉普拉斯 算子， T为采样周期。 6.根据权利要求4所述的基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量评估方法， 其特征 在于， 所述 根据各机组等效惯量估计值和在线容 量得到系统等效惯量大小的方法为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114123344 A 3