[發明專利]一種大型光伏電站抑制電力系統低頻振蕩控制器設計方法

有效

• 申請號: 201510303945.5
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN104917196B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 周林;余希瑞;郭珂;劉強
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種大型光伏電站抑制電力系統低頻振蕩控制器設計方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

S1.以光伏電站輸出有功功率P和無功功率Q為輸入向量(P,Q)^T，同步發電機功角δ和光伏并網點電壓U_m為輸出向量(δ,U_m)^T，建立系統的MIMO小信號模型，得到系統函數矩陣G(s)；

S2.計算G(s)的相對增益陣列RGA；

S3.計算RGA數，確定配對方式；

S4.計算系統函數矩陣的條件數γ(G)，條件數定義為最大奇異值與最小奇異值之比，

其中，為保證系統非病態，γ(G)＜10；根據條件數的頻率響應確定分散控制時的帶寬；

S5.根據步驟S4中確定的帶寬設計控制器；

所述系統函數矩陣

其中

其中E'_q為q軸的暫態電動勢，δ為發電機轉子的功角，U_m為光伏電站并網點電壓，θ為光伏并網點電壓U_m與發電機暫態電動勢E'_q之間的相位差，U_s為大電網電壓，x₁為發電機并網點到光伏并網點之間的線路電抗，x₂為光伏并網點到大電網之間的線路電抗，P和Q分別為光伏電站輸出的有功和無功功率，下標“0”特指穩態工作點下的值，T_J為發電機的慣性時間常數，D為阻尼系數；

RGA為

$\mathrm{\Λ}\left(G\right)=\left(\begin{array}{cc}{\mathrm{\λ}}_{11}& {\mathrm{\λ}}_{12}\\ {\mathrm{\λ}}_{12}& {\mathrm{\λ}}_{22}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}{\mathrm{\λ}}_{11}& 1-{\mathrm{\λ}}_{11}\\ 1-{\mathrm{\λ}}_{11}& {\mathrm{\λ}}_{11}\end{array}\right)$

其中：

${\mathrm{\λ}}_{11}=\frac{1}{1-\frac{G_{12}{G}_{21}}{G_{11}{G}_{22}}}$

λ_ij為第i個輸入和第j個輸出的交互作用的度量；

在步驟S3中，計算對角配對的RGA數和非對角配對的RGA數選小者對應的配對方式為最優。

2.根據權利要求1所述的大型光伏電站抑制電力系統低頻振蕩控制器設計方法，其特征在于：在步驟S1中對(P,Q)^T和(δ,U_m)^T進行尺度變換，則

ΔP^*＝ΔP/S_pv Δδ^*＝Δδ/Δδ_max

ΔQ^*＝ΔQ/S_pv，其中S_pv表示光伏電站額定容量；ΔP表示有功功率的變化量；ΔQ表示無功功率的變化量；Δδ表示同步發電機功角的變化量；ΔU_m表示光伏并網點電壓的變化量；Δδ_max表示同步發電機功角的最大變化量；ΔU_mmax表示光伏并網點電壓的最大變化量。