[發(fā)明專利]含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的阻尼控制方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111969624A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彤;金銘鑫;田新首;李琰;遲永寧
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);中國電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的阻尼控制方法，其特征在于，包括：

建立含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)LPV系統(tǒng)的初始模型；所述初始模型為基于混合H₂和H_∞控制的系統(tǒng)模型；

根據(jù)所述初始模型采用小干擾穩(wěn)定分析法確定各類振蕩模態(tài)的主導(dǎo)狀態(tài)變量；

根據(jù)所述主導(dǎo)狀態(tài)變量確定阻尼控制器的附加位置；

根據(jù)所述主導(dǎo)狀態(tài)變量對所述初始模型進(jìn)行降階處理，得到含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)LPV系統(tǒng)的降階模型；

獲取調(diào)度變量、調(diào)度變量的變化范圍和阻尼比目標(biāo)值；所述調(diào)度變量為反映含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)的隨機(jī)漂移行為的變量；

根據(jù)所述調(diào)度變量和調(diào)度變量的變化范圍確定凸多胞形頂點(diǎn)；

根據(jù)所述降階模型和所述凸多胞形頂點(diǎn)確定調(diào)整系數(shù)；

根據(jù)所述阻尼控制器的附加位置、所述調(diào)整系數(shù)和所述阻尼比目標(biāo)值，采用求解線性矩陣不等式的方法確定多胞形LPV阻尼控制器；

根據(jù)所述多胞形LPV阻尼控制器對所述含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行阻尼控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的阻尼控制方法，其特征在于，所述建立含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)LPV系統(tǒng)的初始模型，具體包括：

根據(jù)如下公式建立含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)LPV系統(tǒng)的初始模型：

式中，為系統(tǒng)輸出向量，x為系統(tǒng)狀態(tài)向量，w為擾動(dòng)輸入向量，u為控制輸入向量，z_∞為與H_∞性能指標(biāo)相關(guān)的輸出向量，z₂為與H₂性能指標(biāo)相關(guān)的輸出向量，A為系統(tǒng)狀態(tài)矩陣，B₁為擾動(dòng)增益矩陣，B₂為控制輸入矩陣，C_∞為與H_∞性能指標(biāo)相關(guān)狀態(tài)變量的系數(shù)矩陣，D_∞1為與H_∞性能指標(biāo)相關(guān)擾動(dòng)輸入的系數(shù)矩陣，D_∞2為與H_∞性能指標(biāo)相關(guān)控制輸入的系數(shù)矩陣；C₂為與H₂性能指標(biāo)相關(guān)狀態(tài)變量的系數(shù)矩陣，D₂₁為與H₂性能指標(biāo)相關(guān)擾動(dòng)輸入的系數(shù)矩陣，D₂₂為與H₂性能指標(biāo)相關(guān)控制輸入的系數(shù)矩陣，ρ(t)為調(diào)度向量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的阻尼控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述初始模型采用小干擾穩(wěn)定分析法確定各類振蕩模態(tài)的主導(dǎo)狀態(tài)變量，具體包括：

根據(jù)所述初始模型中的系統(tǒng)狀態(tài)矩陣，采用小干擾穩(wěn)定分析法計(jì)算各類振蕩模態(tài)的參與因子；所述參與因子表示系統(tǒng)狀態(tài)變量在振蕩模態(tài)中的參與程度；

選取所述參與因子中最大值對應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)變量為主導(dǎo)狀態(tài)變量；所述主導(dǎo)狀態(tài)變量為與振蕩相關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)變量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的阻尼控制方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述主導(dǎo)狀態(tài)變量對所述初始模型進(jìn)行降階處理，得到含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)LPV系統(tǒng)的降階模型，之前還包括：

根據(jù)所述阻尼控制器的附加位置確定所述初始模型中的控制輸入向量；

根據(jù)所述初始模型中確定的控制輸入向量生成參數(shù)已知的初始模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的阻尼控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述主導(dǎo)狀態(tài)變量對所述初始模型進(jìn)行降階處理，得到含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)LPV系統(tǒng)的降階模型，具體包括：

根據(jù)所述主導(dǎo)狀態(tài)變量對所述參數(shù)已知的初始模型采用選擇模態(tài)分析法進(jìn)行降階處理，得到降階模型；

對所述降階模型進(jìn)行篩選操作，得到含虛擬同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電并網(wǎng)LPV系統(tǒng)的降階模型；所述降階模型僅考慮直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組引起的次同步振蕩模態(tài)和由虛擬同步發(fā)電機(jī)引起的低頻振蕩模態(tài)。