CN113675882A - 基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法及系统 - Google Patents

基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法及系统，方法包括：根据风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间；在风电并网系统运行空间内等间距确定多个初始运行点并根据多个初始运行点对风电并网运行空间划分子运行空间；在每个初始运行点处对风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集；利用风电并网线性化子系统的系统矩阵和右标准化互质分解矩阵，计算任意两个风电并网线性化子系统的间隙度量值；再根据间隙度量值确定设定距离；根据风电并网线性化子系统集、间隙度量值和设定距离对子运行空间进行重新划分。本发明通过合理划分风电并网系统运行空间实现提高多模型控制效果。

Description

基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法及系统
技术领域
本发明涉及风电并网领域，特别是涉及一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法及系统。
背景技术
由于风力发电广泛接入的电力系统具有间歇性和随机性的特点，其控制系统必须能够适应运行风速工况的大规模变化。风电并网系统作为一种大规模非线性系统，其控制器设计往往需要一个精确的非线性模型，然而获取精确的非线性模型具有难度。在工程上，非线性风电并网系统的线性化处理是设计非线性风电并网系统控制器的一种有效方法。然而，对于非线性特征强、工况变化范围大的风电并网系统，单一的线性模型无法准确描述风电并网系统的非线性特性。多模型控制是解决非线性风电并网系统控制器设计和性能分析问题的有效方法之一。其基本思想是在工况变化范围内将非线性风电并网系统分解为若干段，然后每一段由一个具有代表性的线性风电并网子系统根据一定的准则进行描述，最后将线性风电并网子系统叠加，近似描述非线性风电并网系统。多模型控制与线性变参数模型结合，具有算法简单、可以将引起风电并网系统非线性的主要因素作为调度变量等优点，赢得了学术界和工业界越来越高的重视。
多模型控制的关键是如何确定建立风电并网线性化系统的运行点，并根据选择的运行点合理划分风电并网系统运行空间。目前的控制策略通常以等间隔划分运行空间，并根据这些选定的运行点处的线性化来拟合非线性系统。这种方法多依靠实际操作经验来确定运行点，缺乏明确具体的运行点确定和运行空间划分原则。该方法也未能分析系统的非线性程度，运行空间的不合理划分将对多模型控制的控制效果产生显着影响。如果划分的子空间太少，控制器很难表征风电并网系统的非线性特性，导致无法达到期望的控制效果，而划分的子空间太多会大大增加控制算法的计算时间，也不利于风电并网系统控制器的设计，因此首先需要对风电并网系统进行非线性分析。此外，目前的非线性测量方法是针对仅包含一个变量的风电并网系统，不适用于包含多个运行变量变化的风电并网系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法及系统，通过合理划分风电并网系统运行空间实现提高多模型控制效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法，包括：
获取风电并网系统的运行工况；
根据所述风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间；
在所述风电并网系统运行空间内等间距确定多个初始运行点并根据多个所述初始运行点对所述风电并网运行空间划分子运行空间；
在每个所述初始运行点处对所述风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集；
利用风电并网线性化子系统的系统矩阵和右标准化互质分解矩阵，计算所述风电并网线性化子系统集中任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值；
根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离；
根据所述风电并网线性化子系统集、所述间隙度量值和所述设定距离对所述子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果。
可选的，所述根据所述风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间，具体包括：
根据所述风电并网系统的运行工况确定调度向量和调度向量的变化范围；
根据所述调度向量和所述调度向量的变化范围确定风电并网系统运行空间。
可选的，所述在每个所述初始运行点处对所述风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集之后，还包括：
获取所述风电并网线性化子系统集中包含多台风电机组的风电并网线性化子系统并对所述风电并网线性化子系统按照相对距离从小到大进行排序，得到排序后的风电并网线性化子系统；所述相对距离为任意两个所述包含多台风电机组的风电并网线性化子系统之间的相对距离。
可选的，所述根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离，具体包括：
根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定相邻风电并网线性化子系统间隙度量值的平均值；
根据所述平均值确定设定距离。
可选的，所述根据所述风电并网线性化子系统集、所述间隙度量值和所述设定距离对所述子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果，具体包括：
判断所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值是否小于设定距离，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值小于设定距离，则将所述间隙度量值对应的两个风电并网线性化子系统划分为同一子运行空间；
若所述第一判断结果表示所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值大于或者等于设定距离，则将所述间隙度量值对应的两个风电并网线性化子系统划分为不同子运行空间。
可选的，所述间隙度量值的计算公式为：
Figure BDA0003222435960000031
其中，δ(P1,P2)为风电并网线性化子系统P1和风电并网线性化子系统P2之间的间隙度量值，Q为H∞空间内的待求矩阵，M1和N1为子系统P1的右标准化互质分解矩阵，M2和N2为子系统P2的右标准化互质分解矩阵，||·||∞为无穷范数。
一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分系统，包括：
获取模块，用于获取风电并网系统的运行工况；
风电并网系统运行空间确定模块，用于根据所述风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间；
划分模块，用于在所述风电并网系统运行空间内等间距确定多个初始运行点并根据多个所述初始运行点对所述风电并网运行空间划分子运行空间；
线性化处理模块，用于在每个所述初始运行点处对所述风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集；
间隙度量值确定模块，用于利用风电并网线性化子系统的系统矩阵和右标准化互质分解矩阵，计算所述风电并网线性化子系统集中任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值；
设定距离确定模块，用于根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离；
重新划分模块，用于根据所述风电并网线性化子系统集、所述间隙度量值和所述设定距离对所述子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果。
可选的，所述风电并网系统运行空间确定模块，具体包括：
调度向量和调度向量的变化范围确定单元，用于根据所述风电并网系统的运行工况确定调度向量和调度向量的变化范围；
风电并网系统运行空间确定单元，用于根据所述调度向量和所述调度向量的变化范围确定风电并网系统运行空间。
可选的，还包括：
排序模块，用于获取所述风电并网线性化子系统集中包含多台风电机组的风电并网线性化子系统并对所述风电并网线性化子系统按照相对距离从小到大进行排序，得到排序后的风电并网线性化子系统；所述相对距离为任意两个所述包含多台风电机组的风电并网线性化子系统之间的相对距离。
可选的，所述设定距离确定模块，具体包括：
平均值确定单元，用于根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定相邻风电并网线性化子系统间隙度量值的平均值；
设定距离确定单元，用于根据所述平均值确定设定距离。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法及系统，通过风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间；在风电并网系统运行空间内确定多个初始运行点并进行初始运行空间划分；在每个初始运行点处对风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集；计算任意两个风电并网线性化子系统的间隙度量值；根据任意两个风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离；根据风电并网线性化子系统集、间隙度量值和设定距离对子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果。通过间隙度量值和设定距离对子运行空间进行重新划分，实现合理划分风电并网系统运行空间，避免以往根据经验人为划分运行空间造型多模型控制效果不佳的问题，保证多模型控制其在风电并网系统运行点发生大规模变化的情况下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为本发明提供的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法流程图；
图2为本发明使用的四机两区系统示意图；
图3为风电并网系统间隙度量图；
图4为运行空间划分结果图；
图5为采用两种不同多模型控制代表运行点配置方法的控制器控制效果图；
图6为本发明提供的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分系统框图。
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基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法及系统，通过合理划分风电并网系统运行空间实现提高多模型控制效果。
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。
间隙度量可以定量描述风电并网系统间的差异程度，基于间隙度量对风电并网系统进行非线性分析，并依此对风电并网系统运行空间进行合理划分，可以为多模型控制器的设计奠定基础。
如图1所示，本发明提供的一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法，包括：
步骤101：获取风电并网系统的运行工况。
步骤102：根据所述风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间；所述步骤102，具体包括：
根据所述风电并网系统的运行工况确定调度向量和调度向量的变化范围。
根据所述调度向量和所述调度向量的变化范围确定风电并网系统运行空间。
用线性变参数系统来表述风电并网系统运行工况的变化情况，确定能够反映系统运行工况的调度向量ρ(t)及其变化范围，形成风电并网系统运行空间。对于风电并网系统，本发明的调度向量ρ(t)选择风机有功输出功率。
步骤103：在所述风电并网系统运行空间内等间距确定多个初始运行点并根据多个所述初始运行点对所述风电并网运行空间划分子运行空间。
在系统运行空间内等间距确定N个初始运行点，将运行空间划分为N-1个子运行空间。在每个初始运行点处对风电并网系统线性化处理，得到风电并网线性化子系统集，该子系统集由N个风电并网系统线性化状态空间组成。对应于调度向量ρ(t)的风电并网系统线性化状态空间模型为：
Figure BDA0003222435960000071
其中，x为状态向量，u为输入向量，y为输出向量，矩阵A，B，C，D构成系统矩阵P，
Figure BDA0003222435960000073
为Δx的导数，Δx、Δu和Δy分别为线性化过程中状态向量、输入向量和输出向量的增量。
步骤104：在每个所述初始运行点处对所述风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集。
其中，所述在步骤104之后，还包括：
获取所述风电并网线性化子系统集中包含多台风电机组的风电并网线性化子系统并对所述风电并网线性化子系统按照相对距离从小到大进行排序，得到排序后的风电并网线性化子系统；所述相对距离为任意两个所述包含多台风电机组的风电并网线性化子系统之间的相对距离。
对于含多台风电机组的风电并网系统，即调度向量ρ(t)中包含多个调度变量的系统，计算相对距离Dr并按其值从小到大排序。风电并网线性化子系统集合中，调度变量最小的系统被称为基准系统，并可以表示为P0(ρ10,ρ20,...,ρn0)，其中，ρn0对应着基准系统的第n个变量。ρn为实际系统的第n个变量，风电并网线性化子系统集合中，任意两子系统的相对距离Dr可由式(2)计算：
Figure BDA0003222435960000072
而针对含有一台风电机组的风电并网系统，本身存在顺序，则不需要进行排序操作。
步骤105：利用风电并网线性化子系统的系统矩阵和右标准化互质分解矩阵，计算所述风电并网线性化子系统集中任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值。
利用系统矩阵P及其右标准化互质分解矩阵，计算风电并网线性化子系统集中任意两子系统的间隙度量值，可以获得一个N阶的间隙度量矩阵。任意两风电并网线性化子系统P1和P2之间的间隙度量可以由式(3)计算：
Figure BDA0003222435960000081
其中，M1和N1为系统P1的右标准化互质分解矩阵，M2和N2为系统P2的右标准化互质分解矩阵，Q为H∞空间内的待求矩阵，||·||∞为无穷范数。式(3)求解系统之间的间隙度量值本质上是在求解一个H∞优化问题。
对于间隙度量的求解，本发明利用系统矩阵的右互质分解求解H∞优化问题，间隙度量也可以利用系统的输入信号和系统矩阵来获得，如式(5)和式(6)所示。
Figure BDA0003222435960000082
Figure BDA0003222435960000083
其中，G(P1)和G(P2)表示系统P1和P2的图，
Figure BDA0003222435960000084
表示有向间隙度量，u1和u2表示系统P1和P2的输入信号，p表示p-范数，D(P1)和D(P2)表示系统输入u1和u2的变化范围。此方法本质也是在求解H∞优化问题，但是需要利用系统矩阵及实时输入信号，相对第一种仅需用到系统矩阵要略显复杂。
步骤106：根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离。
所述步骤106，具体包括：
根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定相邻风电并网线性化子系统间隙度量值的平均值。
根据所述平均值确定设定距离。
根据N-1个相邻线性子系统的间隙度量的平均值，确定一个合理的距离水平γ，距离水平即为设定距离，δi,i+1为相邻线性子系统的间隙度量值，如式(4)所示。
γ＝(∑δi,i+1)/(N-1),i＝1,2,...,N-1 (4)
步骤107：根据所述风电并网线性化子系统集、所述间隙度量值和所述设定距离对所述子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果。
所述步骤107，具体包括：
判断所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值是否小于设定距离，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值小于设定距离，则将所述间隙度量值对应的两个风电并网线性化子系统划分为同一子运行空间；
若所述第一判断结果表示所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值大于或者等于设定距离，则将所述间隙度量值对应的两个风电并网线性化子系统划分为不同子运行空间。
从第一个线性子系统开始，按照排序的顺序，依次比较每个间隙度量值与距离水平γ。若间隙度量值小于距离水平，说明这两个系统非常接近因而可以用一个子系统来表征；若间隙度量值大于距离水平，说明这两个系统差异程度较大，此时将这两个系统分在同一个子区间内是不合适的。当所有的子系统被划分完成时，可以得到风电并网系统运行空间的划分结果。
其中，所述间隙度量值的计算公式为：
Figure BDA0003222435960000101
其中，δ(P1,P2)为风电并网线性化子系统P1和风电并网线性化子系统P2之间的间隙度量值，Q为H∞空间内的待求矩阵，M1和N1为子系统P1的右标准化互质分解矩阵，M2和N2为子系统P2的右标准化互质分解矩阵，||·||∞为无穷范数。
根据风电并网系统运行空间划分结果，在每一个子运行空间内，选择一个代表性的运行点，作为多模型控制的线性化点。利用代表性运行点设计的多模型控制器对风电并网系统进行阻尼控制。以本方法确定的代表性运行点作为线性化点而设计的多模型控制器，充分考虑风电并网系统的非线性程度且风电并网系统子空间划分数量合理，保证了控制器设计过程的合理性及控制效果。其中，有代表性的运行点即在相对区域内，所有子系统相对距离小的运行点。
本发明使用的四机两区系统如图2所示。四台同步发电机分别接入节点1～4，两台直驱风电机组(PMSG)分别接入节点12和节点13。
对于本发明的含两台直驱PMSG的四机两区系统，两台PMSG的有功输出功率运行范围均设定为[0.3,1.0]。将每台PMSG运行范围均为分10等分，可以得到100(＝10×10)个运行点，并在每个运行点处局部线性化处理，得到包含100个子系统的线性子系统集。利用状态空间矩阵及其表转化右互质分解可以计算出两两系统的间隙度量值，构成一个100×100的间隙度量矩阵，可以绘制成图3所示的间隙度量图。
从图3可以看出，间隙度量图关于主对角线对称，最大值为0.8975，因此该系统的非线性度为0.8975。该值非常接近于1，这说明运行空间内各运行点的非线性动态特性程度相差很大，仅基于单一运行点设计控制器将会造成模型的不匹配而影响控制效果，也说明了多模型控制的必要性。
运行点的划分结果很大程度上取决于距离水平的选取，当两系统的间隙度量值小于距离水平时，表示这两线性系统的非线性动态特性相似，可将这两个线性系统分配在同一个子运行空间中，用一个代表性的子系统来表示。距离水平也是衡量运行空间划分细致程度的指标，不合理的距离水平可能导致子运行空间划分过多或过少。距离水平选择太小，被划分的子运行空间数目将会很多，导致多模型控制的代表运行点数目也很多，降低了控制器的求解速度；距离水平选择过大，各子运行空间内非线性动态特性跨度将增大，多模型控制表征原系统动态特性的能力将减弱。以不同距离水平为划分原则的运行空间划分结果如表1所示，表1为不同距离水平下的运行空间划分结果表。
表1不同距离水平下的运行空间划分结果表
Figure BDA0003222435960000111
根据表1的划分结果，为了保证每个子运行空间内的线性子系统个数不宜过多也不宜过少，本发明选择距离水平为3γ的子运行空间划分结果，并绘制成图4所示。在每个子运行空间内选择一个运行点作为代表性的运行点，即多模型控制的代表运行点。该运行点可以反映所在子运行空间内所有点的非线性动态特性。本发明选取的四机两区风电并网系统运行空间划分及典型运行点选取结果如表2所示，表2为运行空间划分及典型运行点选取结果表。
表2运行空间划分及典型运行点选取结果表
子运行空间 包含的子系统 典型运行点
1 1-38 (0.62,0.38)
2 39-64 (0.38,0.86)
3 65-86 (0.93,0.70)
4 87-97 (0.78,1.00)
5 98-100 (0.93,1.00)
将采用两种不同的运行点配置的协调控制器进行对比，协调控制器A的多模型控制代表运行点采用基于间隙度量运行空间划分结果，五个顶点分别为(0.62,0.38)，(0.38,0.86)，(0.93,0.70)，(0.78,1.00)和(0.93,1.00)；协调控制器B的多模型控制代表运行点选为两台PMSG有功功率的上下界，四个顶点分别为(0.30,0.30)，(0.30,1.00)，(1.00,0.30)以及(1.00,1.00)。在测试系统进行如下仿真：假设在1.0s时刻两台PMSG有功功率均上升0.4p.u.，由于运行点的突变，系统中将出现振荡现象。图5表示两种不同的多模型控制代表运行点配置的协调控制器，PMSG并网点有功功率时域仿真曲线。1其中，图5(a)为采用两种不同的多模型控制代表运行点配置的协调控制器情况下，PMSG1并网点有功功率时域仿真曲线，图5(b)为采用两种不同的多模型控制代表运行点配置的协调控制器情况下，PMSG2并网点有功功率时域仿真曲线。可以看出，利用间隙度量进行多模型控制代表运行点的确定，相比于直接采用运行范围上下限来说，控制效果更好，振荡阻尼更快。基于间隙度量对运行空间进行划分，既可以确保线性化系统具有原系统的动态特性，在多模型控制代表运行点配置过程中提供了理论依据，其控制效果也更好。
如图6所示，本发明提供的一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分系统，包括：
获取模块601，用于获取风电并网系统的运行工况。
风电并网系统运行空间确定模块602，用于根据所述风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间。
划分模块603，用于在所述风电并网系统运行空间内等间距确定多个初始运行点并根据多个所述初始运行点对所述风电并网运行空间划分子运行空间。
线性化处理模块604，用于在每个所述初始运行点处对所述风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集。
间隙度量值确定模块605，用于利用风电并网线性化子系统的系统矩阵和右标准化互质分解矩阵，计算所述风电并网线性化子系统集中任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值。
设定距离确定模块606，用于根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离。
重新划分模块607，用于根据所述风电并网线性化子系统集、所述间隙度量值和所述设定距离对所述子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果。
作为一种可选的实施方式，所述风电并网系统运行空间确定模块602，具体包括：
调度向量和调度向量的变化范围确定单元，用于根据所述风电并网系统的运行工况确定调度向量和调度向量的变化范围。
风电并网系统运行空间确定单元，用于根据所述调度向量和所述调度向量的变化范围确定风电并网系统运行空间。
作为一种可选的实施方式，基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分系统，还包括：
排序模块，用于获取所述风电并网线性化子系统集中包含多个台风电机组的风电并网线性化子系统并对所述风电并网线性化子系统按照相对距离从小到大进行排序，得到排序后的风电并网线性化子系统；所述相对距离为任意两个所述包含多个台风电机组的风电并网线性化子系统之间的相对距离。
作为一种可选的实施方式，所述设定距离确定模块，具体包括：
平均值确定单元，用于根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定相邻风电并网线性化子系统间隙度量值的平均值。
设定距离确定单元，用于根据所述平均值确定设定距离。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。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。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法，其特征在于，包括：
获取风电并网系统的运行工况；
根据所述风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间；
在所述风电并网系统运行空间内等间距确定多个初始运行点并根据多个所述初始运行点对所述风电并网运行空间划分子运行空间；
在每个所述初始运行点处对所述风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集；
利用风电并网线性化子系统的系统矩阵和右标准化互质分解矩阵，计算所述风电并网线性化子系统集中任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值；
根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离；
根据所述风电并网线性化子系统集、所述间隙度量值和所述设定距离对所述子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果。
2.根据权利要求1所述的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法，其特征在于，所述根据所述风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间，具体包括：
根据所述风电并网系统的运行工况确定调度向量和调度向量的变化范围；
根据所述调度向量和所述调度向量的变化范围确定风电并网系统运行空间。
3.根据权利要求1所述的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法，其特征在于，所述在每个所述初始运行点处对所述风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集之后，还包括：
获取所述风电并网线性化子系统集中包含多台风电机组的风电并网线性化子系统并对所述风电并网线性化子系统按照相对距离从小到大进行排序，得到排序后的风电并网线性化子系统；所述相对距离为任意两个所述包含多台风电机组的风电并网线性化子系统之间的相对距离。
4.根据权利要求1所述的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法，其特征在于，所述根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离，具体包括：
根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定相邻风电并网线性化子系统间隙度量值的平均值；
根据所述平均值确定设定距离。
5.根据权利要求1所述的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法，其特征在于，所述根据所述风电并网线性化子系统集、所述间隙度量值和所述设定距离对所述子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果，具体包括：
判断所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值是否小于设定距离，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值小于设定距离，则将所述间隙度量值对应的两个风电并网线性化子系统划分为同一子运行空间；
若所述第一判断结果表示所述风电并网线性化子系统集中两个风电并网线性化子系统的间隙度量值大于或者等于设定距离，则将所述间隙度量值对应的两个风电并网线性化子系统划分为不同子运行空间。
6.根据权利要求1所述的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分方法，其特征在于，所述间隙度量值的计算公式为：
Figure FDA0003222435950000021
其中，δ(P1,P2)为风电并网线性化子系统P1和风电并网线性化子系统P2之间的间隙度量值，Q为H∞空间内的待求矩阵，M1和N1为子系统P1的右标准化互质分解矩阵，M2和N2为子系统P2的右标准化互质分解矩阵，||·||∞为无穷范数。
7.一种基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取风电并网系统的运行工况；
风电并网系统运行空间确定模块，用于根据所述风电并网系统的运行工况确定风电并网系统运行空间；
划分模块，用于在所述风电并网系统运行空间内等间距确定多个初始运行点并根据多个所述初始运行点对所述风电并网运行空间划分子运行空间；
线性化处理模块，用于在每个所述初始运行点处对所述风电并网系统进行线性化处理，得到风电并网线性化子系统集；
间隙度量值确定模块，用于利用风电并网线性化子系统的系统矩阵和右标准化互质分解矩阵，计算所述风电并网线性化子系统集中任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值；
设定距离确定模块，用于根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定设定距离；
重新划分模块，用于根据所述风电并网线性化子系统集、所述间隙度量值和所述设定距离对所述子运行空间进行重新划分，得到风电并网运行空间划分结果。
8.根据权利要求7所述的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分系统，其特征在于，所述风电并网系统运行空间确定模块，具体包括：
调度向量和调度向量的变化范围确定单元，用于根据所述风电并网系统的运行工况确定调度向量和调度向量的变化范围；
风电并网系统运行空间确定单元，用于根据所述调度向量和所述调度向量的变化范围确定风电并网系统运行空间。
9.根据权利要求7所述的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分新系统，其特征在于，还包括：
排序模块，用于获取所述风电并网线性化子系统集中包含多台风电机组的风电并网线性化子系统并对所述风电并网线性化子系统按照相对距离从小到大进行排序，得到排序后的风电并网线性化子系统；所述相对距离为任意两个所述包含多台风电机组的风电并网线性化子系统之间的相对距离。
10.根据权利要求7所述的基于间隙度量的风电并网系统运行空间划分系统，其特征在于，所述设定距离确定模块，具体包括：
平均值确定单元，用于根据任意两个所述风电并网线性化子系统的间隙度量值确定相邻风电并网线性化子系统间隙度量值的平均值；
设定距离确定单元，用于根据所述平均值确定设定距离。
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CN107191328A (zh) * 2017-06-27 2017-09-22 上海交通大学 风机多模型预测控制方法、系统、存储器及控制器
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