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电动汽车驱动
★ 5.0
基于数据驱动特征提取的并网电压源换流器阻抗特性预测
Impedance Profile Prediction for Grid-Connected VSCs With Data-Driven Feature Extraction
| 作者 | Yang Wu · Heng Wu · Li Cheng · Jianyu Zhou · Zichao Zhou · Minjie Chen |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年11月 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 数据驱动方法 电压源变流器 阻抗曲线预测 堆叠自编码器 多变流器系统 |
语言:
中文摘要
数据驱动方法在预测并网电压源变流器(VSC)在广泛运行点(OP)下的阻抗特性方面具有良好前景。然而,传统方法依赖于运行点与阻抗特性之间的一一映射,正如本文所指出的,这种方法在多变流器系统中可能失效。为应对这一挑战,本文提出了一种基于堆叠自编码器的机器学习框架用于预测并网VSC的阻抗特性,并给出了详细的设计指南。所提出的方法使用特征而非运行点来表征阻抗特性,因此可扩展应用于多变流器系统。该方法的另一个优点是能够预测电网 - VSC系统在不稳定运行点处的VSC阻抗特性。仅基于稳定运行期间收集的数据即可实现这种预测,显示了其在快速在线状态估计方面的潜力。在单VSC系统和多VSC系统上进行的实验验证了所提方法的有效性。
English Abstract
Data-driven approach is promising for predicting impedance profile of grid-connected voltage source converters (VSCs) under a wide range of operating points (OPs). However, the conventional approaches rely on a one-to-one mapping between operating points and impedance profiles, which, as pointed out in this article, can be invalid for multiconverter systems. To tackle this challenge, this article proposes a stacked-autoencoder-based machine learning framework for the impedance profile predication of grid-connected VSCs, together with its detailed design guidelines. The proposed method uses features, instead of OPs, to characterize impedance profiles, and hence, it is scalable for multiconverter systems. Another benefit of the proposed method is the capability of predicting VSC impedance profiles at unstable OPs of the grid-VSC system. Such prediction can be realized solely based on data collected during stable operation, showcasing its potential for rapid online state estimation. Experiments on both single-VSC and multi-VSC systems validate the effectiveness of the proposed method.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项基于数据驱动的阻抗特性预测技术对我们在光伏并网逆变器和储能系统领域具有重要战略价值。
该技术的核心突破在于解决了多变流器系统中阻抗预测的可扩展性难题。传统方法采用工作点与阻抗曲线的一对一映射,在我们日益复杂的光储一体化项目中存在明显局限。论文提出的堆叠自编码器框架通过特征提取而非直接映射工作点,这与阳光电源在大型地面电站和工商业储能系统中面临的多机并联场景高度契合。特别是在我们的1500V大功率逆变器和液冷储能系统中,多台设备协同运行时的阻抗特性预测一直是并网稳定性分析的痛点。
更具价值的是该技术能够基于稳定运行数据预测不稳定工作点的阻抗特性。这为阳光电源产品的在线状态评估和预防性控制提供了新思路,可显著提升系统在弱电网环境下的适应能力——这正是我们在海外新兴市场和偏远地区项目中经常遇到的挑战。
从技术成熟度看,该方法已通过单机和多机实验验证,但工程化应用仍需考虑:训练数据的充分性和代表性、模型在不同拓扑结构下的泛化能力、以及嵌入式平台的算力约束。建议我们的中央研究院可将此技术纳入数字孪生和智能运维平台的研发路线图,结合现有的海量运行数据优势,率先在储能变流器PCS产品线进行试点应用,为新一代智能并网设备构建差异化竞争力。