[發(fā)明專利]一種適應新能源隨機波動性的阻尼控制方法

有效

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• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110649604B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 王彤;宓登凱;楊京;王增平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

本發(fā)明公開了一種適應新能源隨機波動性的阻尼控制方法，所述控制方法包括以下步驟：步驟一：建立新能源電力系統(tǒng)的線性變參數(shù)系統(tǒng)模型；步驟二：將線性變參數(shù)系統(tǒng)模型用多胞型表示；步驟三：利用混合H₂/H_∞控制對各頂點系統(tǒng)求解狀態(tài)反饋矩陣；步驟四：根據(jù)頂點設計的反饋矩陣變增益形成自適應阻尼控制器。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術領域，特別是涉及適應新能源隨機波動性的阻尼控制方法。

背景技術

在全球氣候變暖及化石能源日益枯竭的大背景下，可再生能源開發(fā)利用日益受到國際社會的重視，大力發(fā)展新型可再生能源勢在必行。近年來，光伏電站和風電場成為大規(guī)模接入電網(wǎng)最常見的新能源形式，光伏發(fā)電和風力發(fā)電在我國得到了快速發(fā)展，裝機容量與日俱增。截至2016年底，我國光伏累計裝機容量達到7742萬kW，發(fā)電量占全年總發(fā)電量的1％；風電累計裝機容量位列世界第一，預計到2020年，風電裝機容量將至少達到1.5億kW。但新能源的接入一定程度上改變了電網(wǎng)的動態(tài)特性以及運行特性，對系統(tǒng)穩(wěn)定性具有一定的影響。風能等一次能源的隨機波動性決定了風電輸出功率的隨機波動性，隨著風電并網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，系統(tǒng)的隨機性、波動性表現(xiàn)得更為劇烈，系統(tǒng)運行點的隨機漂移現(xiàn)象日益突出。在我國遠距離大規(guī)模輸送模式下，大規(guī)模的風電接入對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響將進一步暴露和惡化，系統(tǒng)穩(wěn)定性面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)控制器的設計都是在典型運行工況下，即系統(tǒng)元件參數(shù)、運行條件及干擾方式已給定的情況下進行。由于風電具有間歇性和強隨機波動性，新能源電力系統(tǒng)運行點在運行空間中發(fā)生隨機漂移的行為，使得基于典型運行工況設計的傳統(tǒng)控制器表現(xiàn)出適應性明顯不足的缺陷，難以對風電并網(wǎng)系統(tǒng)的隨機漂移行為進行有效跟蹤，從而難以進行有效阻尼。

因此希望有一種適應新能源隨機波動性的阻尼控制方法能夠解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了適應新能源隨機波動性的阻尼控制方法,所述控制方法包括以下步驟：

步驟一：建立新能源電力系統(tǒng)的線性變參數(shù)系統(tǒng)模型；

步驟二：將線性變參數(shù)系統(tǒng)模型用多胞型表示；

步驟三：利用混合H₂/H_∞控制對各頂點系統(tǒng)求解狀態(tài)反饋矩陣；

步驟四：根據(jù)頂點設計的反饋矩陣變增益形成自適應阻尼控制器。

優(yōu)選地，所述步驟一基于雅克比線性化法將運行點隨機漂移行為的電力系統(tǒng)非線性模型轉(zhuǎn)化為所述線性變參數(shù)系統(tǒng)。

優(yōu)選地,所述線性變參數(shù)(LPV)系統(tǒng)的狀態(tài)空間矩陣元素依賴于連續(xù)時變參數(shù)向量ρ(t)，參數(shù)向量ρ(t)的變化通過在線測量獲得，其變化范圍有界且確定。

優(yōu)選地,用于多目標H₂/H_∞控制問題的所述線性變參數(shù)(LPV)系統(tǒng)由狀態(tài)空間方程表示為公式(1)：

式中：x為電力系統(tǒng)狀態(tài)向量；u為控制輸入向量；w為外部擾動輸入向量，根據(jù)系統(tǒng)擾動選取；z_∞和z₂分別表示與H_∞和H₂性能指標相關的輸出向量；A為系統(tǒng)狀態(tài)矩陣，B₁為擾動增益矩陣；B₂為控制輸入矩陣；C_∞，D_∞1和D_∞2分別為與H_∞性能指標相關狀態(tài)變量，擾動輸入和控制輸入的系數(shù)矩陣；C₂，D₂₁和D₂₂分別為與H₂性能指標相關狀態(tài)變量，擾動輸入和控制輸入的系數(shù)矩陣。