CN111969624A - 含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法及系统，针对含虚拟同步发电机的风电并网系统由于运行点随机漂移行为产生的振荡现象这一问题，采用凸多胞形结构和线性变参数系统模型相结合的方式，使系统运行点在大范围变化时，控制器仍具有良好的阻尼效果。

Description

含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法及系统。

背景技术

全世界范围内的能源紧缺日益严重，开发新能源发电技术迫在眉睫。近年来，风力发电在我国已经成为发展最快的清洁能源之一，装机容量与日俱增，风力发电作为一种新能源发电技术，在其并网规模的不断增大的同时，也给电力系统的安全稳定运行带来了一些难题。

一方面，高渗透比例风机接入导致电网缺乏传统电力系统中由同步发电机所提供的惯性和阻尼，危及电力系统安全稳定运行。而虚拟同步发电机利用并网逆变器来模拟同步发电机的运行机制，使其产生与同步发电机相似的阻尼、惯量、有功调频和无功调压等特性，可以避免了高比例渗透风电系统的频率支撑不足和功角失稳问题。

另一方面，风电并网规模增大也突显出运行点随机漂移现象。由于风电自身间歇性和随机波动性的特点，使得基于典型运行工况设计的传统控制器表现出适应性明显不足的缺陷，难以对风电并网系统的随机漂移行为进行有效跟踪，从而难以对其引起的振荡进行有效阻尼。目前，虽然H_∞控制、模糊控制、结构奇异值方法和滑模控制等控制方法针对风电并网系统运行点波动有一定效果，但这些方法一般针对系统参数小幅波动，若风电并网系统的运行点在大范围内变化时，将无法保证控制器具有良好的阻尼效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法及系统，能够在风电并网系统的运行点在大范围内变化时，保证控制器具有良好的阻尼效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，包括：

建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型；所述初始模型为基于混合H₂和H_∞控制的系统模型；

根据所述初始模型采用小干扰稳定分析法确定各类振荡模态的主导状态变量；

根据所述主导状态变量确定阻尼控制器的附加位置；

根据所述主导状态变量对所述初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型；

获取调度变量、调度变量的变化范围和阻尼比目标值；所述调度变量为反映含虚拟同步发电机的风电并网系统运行点的随机漂移行为的变量；

根据所述调度变量和调度变量的变化范围确定凸多胞形顶点；

根据所述降阶模型和所述凸多胞形顶点确定调整系数；

根据所述阻尼控制器的附加位置、所述调整系数和所述阻尼比目标值，采用求解线性矩阵不等式的方法确定多胞形LPV阻尼控制器；

根据所述多胞形LPV阻尼控制器对所述含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制。

可选的，所述建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型，具体包括：

根据如下公式建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型：

式中，

为系统输出向量，x为系统状态向量，w为扰动输入向量，u为控制输入向量，z_∞为与H_∞性能指标相关的输出向量，z₂为与H₂性能指标相关的输出向量，A为系统状态矩阵，B₁为扰动增益矩阵，B₂为控制输入矩阵，C_∞为与H_∞性能指标相关状态变量的系数矩阵，D_∞1为与H_∞性能指标相关扰动输入的系数矩阵，D_∞2为与H_∞性能指标相关控制输入的系数矩阵；C₂为与H₂性能指标相关状态变量的系数矩阵，D₂₁为与H₂性能指标相关扰动输入的系数矩阵，D₂₂为与H₂性能指标相关控制输入的系数矩阵，ρ(t)为调度向量。

可选的，所述根据所述初始模型采用小干扰稳定分析法确定各类振荡模态的主导状态变量，具体包括：

根据所述初始模型中的系统状态矩阵，采用小干扰稳定分析法计算各类振荡模态的参与因子；所述参与因子表示系统状态变量在振荡模态中的参与程度；

选取所述参与因子中最大值对应的系统状态变量为主导状态变量；所述主导状态变量为与振荡相关的系统状态变量。

可选的，在所述根据所述主导状态变量对所述初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型，之前还包括：

根据所述阻尼控制器的附加位置确定所述初始模型中的控制输入向量；

根据所述初始模型中确定的控制输入向量生成参数已知的初始模型。

可选的，所述根据所述主导状态变量对所述初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型，具体包括：

根据所述主导状态变量对所述参数已知的初始模型采用选择模态分析法进行降阶处理，得到降阶模型；

对所述降阶模型进行筛选操作，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型；所述降阶模型仅考虑直驱风电机组引起的次同步振荡模态和由虚拟同步发电机引起的低频振荡模态。

可选的，所述根据所述降阶模型和所述凸多胞形顶点确定调整系数，具体包括：

将所述降阶模型的系统状态矩阵、扰动增益矩阵和控制输入矩阵形成系统矩阵；

确定所述系统矩阵在所述凸多胞形顶点处的值，得到顶点矩阵；

根据所述系统矩阵和所述顶点矩阵，采用如下公式确定误差模型：

式中，ε表示误差，S(ρ(t))表示调度向量ρ(t)对应的系统矩阵，αk表示调整系数，

N表示调整系数总个数，k表示顶点，A_k、B_1k、B_2k、C_∞k、D_∞1k、D_∞2k、C_2k、D_21k和D_22k分别表示矩阵A、B₁、B₂、C_∞、D_∞1、D_∞2、C₂、D₂₁、D₂₂在凸多胞形顶点ρ(t)＝ρ_k处的值；

对于任一调度向量ρ(t)，将α_k的值在[0,1]范围内变化，确定所述误差在最小值时对应的α_k的值为该调度向量下确定所述多胞形LPV阻尼控制器时采用的调整系数。

可选的，所述根据所述阻尼控制器的附加位置、所述调整系数和所述阻尼比目标值，采用求解线性矩阵不等式的方法确定多胞形LPV阻尼控制器，具体包括：

根据所述降阶模型中的控制输入矩阵确定凸多胞形顶点处的系统矩阵；

根据所述凸多胞形顶点处的系统矩阵和所述阻尼比目标值确定顶点处的阻尼控制器；

根据所述顶点处的阻尼控制器和所述调整系数，采用如下公式确定多胞形LPV阻尼控制器：

式中，K(ρ(t))表示多胞形LPV阻尼控制器，K_k表示顶点处的阻尼控制器。

可选的，所述根据所述多胞形LPV阻尼控制器对所述含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制，具体包括：

根据所述多胞形LPV阻尼控制器对所述降阶模型采用状态反馈方法，得到引入阻尼控制器的含虚拟同步发电机的风电并网闭环系统；所述采用状态反馈方法为采用公式u'＝K(ρ(t))x对控制输入变量u进行更新，得到更新后的控制输入变量u'。

本发明还提供一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制系统，包括：

初始模型建立模块，用于建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型；所述初始模型为基于混合H₂和H_∞控制的系统模型；

主导状态变量确定模块，用于根据所述初始模型采用小干扰稳定分析法确定各类振荡模态的主导状态变量；

附加位置确定模块，用于根据所述主导状态变量确定阻尼控制器的附加位置；

降阶模型确定模块，用于根据所述主导状态变量对所述初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型；

数据获取模块，用于获取调度变量、调度变量的变化范围和阻尼比目标值；所述调度变量为反映含虚拟同步发电机的风电并网系统运行点的随机漂移行为的变量；

凸多胞形顶点确定模块，用于根据所述调度变量和调度变量的变化范围确定凸多胞形顶点；

调整系数生成模块，用于根据所述降阶模型和所述凸多胞形顶点确定调整系数；

多胞形LPV阻尼控制器生成模块，用于根据所述阻尼控制器的附加位置、所述调整系数和所述阻尼比目标值，采用求解线性矩阵不等式的方法确定多胞形LPV阻尼控制器；

控制模块，用于根据所述多胞形LPV阻尼控制器对所述含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法及系统，针对含虚拟同步发电机的风电并网系统由于运行点随机漂移行为产生的振荡现象这一问题，采用凸多胞形结构和线性变参数系统模型相结合的方式，使系统运行点在大范围变化时，控制器仍具有良好的阻尼效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法流程图；

图2为本发明实施例中含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制系统结构图；

图3为本发明实施例中四机两区测试系统示意图；

图4为本发明实施例中加入控制器1前后PMSG无功功率曲线示意图；

图5为本发明实施例中加入控制器2前后PMSG无功功率曲线示意图；

图6为本发明实施例中同时加入控制器1和控制器2前后PMSG无功功率曲线示意图；

图7为本发明实施例中故障情况下PMSG无功功率仿真曲线示意图；

图8为本发明实施例中扰动情况下PMSG无功功率仿真曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法及系统，能够在风电并网系统的运行点在大范围内变化时，保证控制器具有良好的阻尼效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

图1为本发明实施例中含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法流程图，如图1所示，本实施例提供了一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法流程方法，包括：

步骤101：建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型；初始模型为基于混合H₂和H_∞控制的系统模型。

含虚拟同步发电机的风电并网系统应包括直驱风电机组(permanent magnetsynchronous generator，PMSG)、虚拟同步发电机、锁相环和同步发电机。用线性变参数(linear parameter-varying，LPV)系统来表述含虚拟同步发电机的风电并网系统运行点的随机漂移行为。

步骤101，具体包括：

根据如下公式建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型：

式中，

系统输出向量，x为系统状态向量，w为扰动输入向量，u为控制输入向量，z_∞为与H_∞性能指标相关的输出向量，z₂为与H₂性能指标相关的输出向量，A为系统状态矩阵，B₁为扰动增益矩阵，B₂为控制输入矩阵，C_∞为与H_∞性能指标相关状态变量的系数矩阵，D_∞1为与H_∞性能指标相关扰动输入的系数矩阵，D_∞2为与H_∞性能指标相关控制输入的系数矩阵；C₂为与H₂性能指标相关状态变量的系数矩阵，D₂₁为与H₂性能指标相关扰动输入的系数矩阵，D₂₂为与H₂性能指标相关控制输入的系数矩阵，ρ(t)为调度向量。

步骤102：根据初始模型采用小干扰稳定分析法确定各类振荡模态的主导状态变量。

步骤102，具体包括：

根据初始模型中的系统状态矩阵，采用小干扰稳定分析法计算各类振荡模态的参与因子；参与因子表示系统状态变量在振荡模态中的参与程度。

选取参与因子中最大值对应的系统状态变量为主导状态变量；主导状态变量为与振荡相关的系统状态变量。

步骤103：根据主导状态变量确定阻尼控制器的附加位置。

根据阻尼控制器的附加位置确定初始模型中的控制输入向量；根据初始模型中确定的控制输入向量生成参数已知的初始模型。

步骤104：根据主导状态变量对初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型。

步骤104，具体包括：

根据主导状态变量对参数已知的初始模型采用选择模态分析(selective modeanalysis，SMA)方法进行降阶处理，得到处理后的降阶模型。

对处理后的降阶模型进行筛选操作，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型；含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型仅考虑直驱风电机组引起的次同步振荡模态和由虚拟同步发电机引起的低频振荡模态。

步骤105：获取调度变量、调度变量的变化范围和阻尼比目标值；调度变量为反映含虚拟同步发电机的风电并网系统运行点的随机漂移行为的变量。

步骤106：根据调度变量和调度变量的变化范围确定凸多胞形顶点。

步骤107：根据降阶模型和凸多胞形顶点确定调整系数。

步骤107，具体包括：

将含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型的系统状态矩阵、扰动增益矩阵和控制输入矩阵形成系统矩阵S(ρ(t))。任一调度向量ρ(t)对应的系统矩阵S(ρ(t))将在凸多胞形中取值。

确定系统矩阵在凸多胞形顶点处的值，得到顶点矩阵。

根据系统矩阵和顶点矩阵，采用如下公式确定误差模型：(顶点系统矩阵的凸组合与实际系统矩阵的误差由两矩阵之差的欧几里得范数衡量)

式中，ε表示误差，S(ρ(t))表示调度向量ρ(t)对应的系统矩阵，αk表示调整系数，

N表示调整系数总个数，k表示顶点，A_k、B_1k、B_2k、C_∞k、D_∞1k、D_∞2k、C_2k、D_21k和D_22k分别表示矩阵A、B₁、B₂、C_∞、D_∞1、D_∞2、C₂、D₂₁、D₂₂在凸多胞形顶点ρ(t)＝ρ_k处的值。

对于任一调度向量ρ(t)，将α_k的值在[0,1]范围内变化，确定误差在最小值时对应的α_k的值为该调度向量ρ(t)下确定多胞形LPV阻尼控制器时采用的调整系数。

在实际计算中，可以令α_k，k＝1,2,…,N，分别从0变化到1，步长设置为0.01，通过遍历计算，选择ε最小时的系数α_k,k＝1,2,…,N来表示实际系统矩阵。

步骤108：根据阻尼控制器的附加位置、调整系数和阻尼比目标值，采用求解线性矩阵不等式的方法确定多胞形LPV阻尼控制器。

步骤108，具体包括：

根据含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型中的控制输入矩阵确定凸多胞形顶点处的系统矩阵。

根据凸多胞形顶点处的系统矩阵和阻尼比目标值确定顶点处的阻尼控制器。

根据顶点处的阻尼控制器和调整系数，采用如下公式确定多胞形LPV阻尼控制器：

式中，K(ρ(t))表示多胞形LPV阻尼控制器，K_k表示顶点处的阻尼控制器。

步骤109：根据多胞形LPV阻尼控制器对含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制。

步骤109，具体包括：

根据多胞形LPV阻尼控制器对含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型采用状态反馈方法，得到引入阻尼控制器的含虚拟同步发电机的风电并网闭环系统；采用状态反馈方法为采用公式u'＝K(ρ(t))x对控制输入变量u进行更新，得到更新后的控制输入变量u'。

即：根据多胞形LPV阻尼控制器对含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型中的控制输入向量采用公式u'＝K(ρ(t))x进行更新，得到更新后的控制输入变量u'。

根据更新后的控制输入变量对含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制。

在多胞形LPV阻尼控制器投入使用的过程中，不断测量得到新的运行点信息，同时利用对应新的运行点的调整系数实现多胞形LPV阻尼控制器的自适应调整。

图2为本发明实施例中含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制系统结构图，如图2所示，本实施例提供了一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制系统，包括：

初始模型建立模块201，用于建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型；初始模型为基于混合H₂和H_∞控制的系统模型。

主导状态变量确定模块202，用于根据初始模型采用小干扰稳定分析法确定各类振荡模态的主导状态变量。

附加位置确定模块203，用于根据主导状态变量确定阻尼控制器的附加位置。

降阶模型确定模块204，用于根据主导状态变量对初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型。

数据获取模块205，用于获取调度变量、调度变量的变化范围和阻尼比目标值；调度变量为反映含虚拟同步发电机的风电并网系统运行点的随机漂移行为的变量。

凸多胞形顶点确定模块206，用于根据调度变量和调度变量的变化范围确定凸多胞形顶点。

调整系数生成模块207，用于根据降阶模型和凸多胞形顶点确定调整系数。

多胞形LPV阻尼控制器生成模块208，用于根据阻尼控制器的附加位置、调整系数和阻尼比目标值，采用求解线性矩阵不等式的方法确定多胞形LPV阻尼控制器。

控制模块209，用于根据多胞形LPV阻尼控制器对含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制。

对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本实施例使用的四机两区系统如图3所示，图3中1-13均表示节点，G1-G4表示四台同步发电机，PMSG1和PMSG2表示两台直驱风电机，VSG1和VSG2表示两台虚拟同步发电机。四台同步发电机分别接入节点1～4，两台直驱风电机组和两台虚拟同步发电机分别接入节点12和节点13。

PMSG的初始有功功率均设定为0.6p.u.，VSG有功功率均设定为0.1p.u.。在1s时，在系统8节点处发生三相接地短路故障，经过50ms后切除故障。图4、图5和图6分别表示采用控制器1、采用控制器2和同时采用控制器1和控制器2前后的两台直驱风电机组无功功率时域仿真曲线；图4(a)为加入控制器1前后PMSG1无功功率曲线，图4(b)为加入控制器1前后PMSG2无功功率曲线；图5(a)为加入控制器2前后PMSG1无功功率曲线，图5(b)为加入控制器2前后PMSG2无功功率曲线；图6(a)为加入控制器1和控制器2前后PMSG1无功功率曲线，图6(b)为加入控制器1和控制器2前后PMSG2无功功率曲线。其中控制器1设计目标为抑制由直驱风电机组引起的次同步振荡，控制器2的设计目标为抑制由虚拟同步发电机引起的低频振荡，两个控制器均具有明显的阻尼效果，并且当两者同时加入时，可以同时阻尼次同步振荡和低频振荡。

接下来验证本实施例提出控制器的自适应性。图7和图8分别反应了故障和短路这两种不同原因导致运行点随机漂移行为的PMSG无功功率曲线；图7(a)为故障情况下PMSG1无功功率仿真曲线，图7(b)为故障情况下PMSG1无功功率仿真曲线；图8(a)为扰动情况下PMSG1无功功率仿真曲线，图8(b)为扰动情况下PMSG2无功功率仿真曲线。将本实施例提出的多胞形LPV控制器与定参数控制器进行对比，以说明本实施例提出的多胞形LPV控制器能够在运行点大范围变化时对振荡进行阻尼，并且对振荡的阻尼速度很快。这是由于调整系数会随着实际系统的运行情况而不断改变，使得多胞形LPV控制器既能够反应全局特性，又能够对其参数进行动态调整。图4-图8中的横坐标均表示时间，t/s，纵坐标均表示功率，p.u.。

本发明将多胞形结构和LPV系统用于含虚拟同步发电机的风机并网系统阻尼控制中，阻尼速度快的同时还具有动态调整的自适应特性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，其特征在于，包括：

建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型；所述初始模型为基于混合H₂和H_∞控制的系统模型；

根据所述初始模型采用小干扰稳定分析法确定各类振荡模态的主导状态变量；

根据所述主导状态变量确定阻尼控制器的附加位置；

根据所述主导状态变量对所述初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型；

获取调度变量、调度变量的变化范围和阻尼比目标值；所述调度变量为反映含虚拟同步发电机的风电并网系统运行点的随机漂移行为的变量；

根据所述调度变量和调度变量的变化范围确定凸多胞形顶点；

根据所述降阶模型和所述凸多胞形顶点确定调整系数；

根据所述阻尼控制器的附加位置、所述调整系数和所述阻尼比目标值，采用求解线性矩阵不等式的方法确定多胞形LPV阻尼控制器；

根据所述多胞形LPV阻尼控制器对所述含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制。

2.根据权利要求1所述的含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，其特征在于，所述建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型，具体包括：

根据如下公式建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型：

式中，

为系统输出向量，x为系统状态向量，w为扰动输入向量，u为控制输入向量，z_∞为与H_∞性能指标相关的输出向量，z₂为与H₂性能指标相关的输出向量，A为系统状态矩阵，B₁为扰动增益矩阵，B₂为控制输入矩阵，C_∞为与H_∞性能指标相关状态变量的系数矩阵，D_∞1为与H_∞性能指标相关扰动输入的系数矩阵，D_∞2为与H_∞性能指标相关控制输入的系数矩阵；C₂为与H₂性能指标相关状态变量的系数矩阵，D₂₁为与H₂性能指标相关扰动输入的系数矩阵，D₂₂为与H₂性能指标相关控制输入的系数矩阵，ρ(t)为调度向量。

3.根据权利要求2所述的含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，其特征在于，所述根据所述初始模型采用小干扰稳定分析法确定各类振荡模态的主导状态变量，具体包括：

根据所述初始模型中的系统状态矩阵，采用小干扰稳定分析法计算各类振荡模态的参与因子；所述参与因子表示系统状态变量在振荡模态中的参与程度；

选取所述参与因子中最大值对应的系统状态变量为主导状态变量；所述主导状态变量为与振荡相关的系统状态变量。

4.根据权利要求3所述的含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，其特征在于，在所述根据所述主导状态变量对所述初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型，之前还包括：

根据所述阻尼控制器的附加位置确定所述初始模型中的控制输入向量；

根据所述初始模型中确定的控制输入向量生成参数已知的初始模型。

5.根据权利要求4所述的含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，其特征在于，所述根据所述主导状态变量对所述初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型，具体包括：

根据所述主导状态变量对所述参数已知的初始模型采用选择模态分析法进行降阶处理，得到降阶模型；

对所述降阶模型进行筛选操作，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型；所述降阶模型仅考虑直驱风电机组引起的次同步振荡模态和由虚拟同步发电机引起的低频振荡模态。

6.根据权利要求5所述的含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，其特征在于，所述根据所述降阶模型和所述凸多胞形顶点确定调整系数，具体包括：

将所述降阶模型的系统状态矩阵、扰动增益矩阵和控制输入矩阵形成系统矩阵；

确定所述系统矩阵在所述凸多胞形顶点处的值，得到顶点矩阵；

根据所述系统矩阵和所述顶点矩阵，采用如下公式确定误差模型：

式中，ε表示误差，S(ρ(t))表示调度向量ρ(t)对应的系统矩阵，α_k表示调整系数，

N表示调整系数总个数，k表示顶点，A_k、B_1k、B_2k、C_∞k、D_∞1k、D_∞2k、C_2k、D_21k和D_22k分别表示矩阵A、B₁、B₂、C_∞、D_∞1、D_∞2、C₂、D₂₁、D₂₂在凸多胞形顶点ρ(t)＝ρ_k处的值；

对于任一调度向量ρ(t)，将α_k的值在[0,1]范围内变化，确定所述误差在最小值时对应的α_k的值为该调度向量下确定所述多胞形LPV阻尼控制器时采用的调整系数。

7.根据权利要求6所述的含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，其特征在于，所述根据所述阻尼控制器的附加位置、所述调整系数和所述阻尼比目标值，采用求解线性矩阵不等式的方法确定多胞形LPV阻尼控制器，具体包括：

根据所述降阶模型中的控制输入矩阵确定凸多胞形顶点处的系统矩阵；

根据所述凸多胞形顶点处的系统矩阵和所述阻尼比目标值确定顶点处的阻尼控制器；

根据所述顶点处的阻尼控制器和所述调整系数，采用如下公式确定多胞形LPV阻尼控制器：

式中，K(ρ(t))表示多胞形LPV阻尼控制器，K_k表示顶点处的阻尼控制器。

8.根据权利要求7所述的含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制方法，其特征在于，所述根据所述多胞形LPV阻尼控制器对所述含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制，具体包括：

根据所述多胞形LPV阻尼控制器对所述降阶模型采用状态反馈方法，得到引入阻尼控制器的含虚拟同步发电机的风电并网闭环系统；所述采用状态反馈方法为采用公式u'＝K(ρ(t))x对控制输入变量u进行更新，得到更新后的控制输入变量u'。

9.一种含虚拟同步发电机的风电并网系统的阻尼控制系统，其特征在于，包括：

初始模型建立模块，用于建立含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的初始模型；所述初始模型为基于混合H₂和H_∞控制的系统模型；

主导状态变量确定模块，用于根据所述初始模型采用小干扰稳定分析法确定各类振荡模态的主导状态变量；

附加位置确定模块，用于根据所述主导状态变量确定阻尼控制器的附加位置；

降阶模型确定模块，用于根据所述主导状态变量对所述初始模型进行降阶处理，得到含虚拟同步发电机的风电并网LPV系统的降阶模型；

数据获取模块，用于获取调度变量、调度变量的变化范围和阻尼比目标值；所述调度变量为反映含虚拟同步发电机的风电并网系统运行点的随机漂移行为的变量；

凸多胞形顶点确定模块，用于根据所述调度变量和调度变量的变化范围确定凸多胞形顶点；

调整系数生成模块，用于根据所述降阶模型和所述凸多胞形顶点确定调整系数；

多胞形LPV阻尼控制器生成模块，用于根据所述阻尼控制器的附加位置、所述调整系数和所述阻尼比目标值，采用求解线性矩阵不等式的方法确定多胞形LPV阻尼控制器；

控制模块，用于根据所述多胞形LPV阻尼控制器对所述含虚拟同步发电机的风电并网系统进行阻尼控制。

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