CN116454923B - 一种新能源多机系统稳定性提升方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新能源多机系统稳定性提升方法及系统,方法包括:通过建立新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型,并根据频域阻抗模型定位对新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数,然后对目标控制参数进行优化调节。实现了在研究并网系统稳定性评估的基础上可定位到对并网系统稳定性影响最大的控制参数,使得新能源多机系统的稳定性提升更加得精准。
Description
技术领域
本发明属于新能源并网发电技术领域,尤其涉及一种新能源多机系统稳定性提升方法及系统。
背景技术
在电网稳定分析方面,传统的同步机组由于其结构和参数特性(高质量机械转子、较大时间常数和较窄通频带)使得它对来自电网的高频动态不敏感;而电力电子设备,特别是具有高调制频率、宽频带耦合的风电、光伏变流器及近期柔直中广泛引用模块化多电平变流器则对包括中高频在内的宽频带动态反应灵敏,更兼自身常配备中高频滤波电路,它们及其与电网之间的相互作用可能导致频率从百Hz到超千Hz的非特征次谐波振荡、放大和不稳定,造成谐波过压、过流乃至更严重的电能质量和系统稳定性问题,因此随着电力系统“双高”趋势的发展,出现很多不能被涵盖的新型稳定问题。
针对多变流器并网引发电网失稳这一问题,在研究并网系统稳定性评估的基础上可定位到对并网系统稳定性影响最大的控制参数,使得并网系统的稳定性提升更加得精准。
发明内容
本发明提供一种新能源多机系统稳定性提升方法及系统,用于解决多变流器并网引发电网失稳的技术问题。
第一方面,本发明提供一种新能源多机系统稳定性提升方法,包括:建立所述新能
源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型;根据所述频域阻抗模型定位对所
述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数,其中,定位对所述新能源多机系统稳
定性影响最大的目标控制参数具体为:根据在频域下建立的由单个变流器构成的多变流器
阻抗模型和电网阻抗模型构建所述新能源多机系统的系统回比矩阵;根据所述系
统回比矩阵的特征值构建所述新能源多机系统的盖尔圆稳定性判据函数,其中,
所述盖尔圆稳定性判据函数的表达式为:,式中,为关于特征值的盖尔圆
盘定理,为关于特征值的盖尔圆盘定理,为Ldd的虚部分量,为Ldd
的实部分量,为Lqq的虚部分量,为Lqq的实部分量,为回比矩阵L的d轴
分量,、为回比矩阵L的耦合分量,为回比矩阵L的q轴分量;判断所述盖尔圆稳
定性判据函数在任意频率下的函数值是否均大于0;若所述盖尔圆稳定性判据函数在某一频率下的函数值不大于0,则对各个控制参数在某一频率下的灵敏度进行计
算,并将灵敏度最大的控制参数定义为对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制
参数;对所述目标控制参数进行优化,使所述新能源多机系统稳定。
第二方面,本发明提供一种新能源多机系统稳定性提升系统,包括:建立模块,配
置为建立所述新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型;定位模块,配
置为根据所述频域阻抗模型定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数,
其中,定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数具体为:根据在频域下
建立的由单个变流器构成的多变流器阻抗模型和电网阻抗模型构建所述新能源多机
系统的系统回比矩阵;根据所述系统回比矩阵的特征值构建所述新能源多机系统的
盖尔圆稳定性判据函数,其中,所述盖尔圆稳定性判据函数的表达式为:,式中,为关于特征值的盖尔圆
盘定理,为关于特征值的盖尔圆盘定理,为Ldd的虚部分量,为Ldd
的实部分量,为Lqq的虚部分量,为Lqq的实部分量,为回比矩阵L的d轴
分量,、为回比矩阵L的耦合分量,为回比矩阵L的q轴分量;判断所述盖尔圆稳
定性判据函数在任意频率下的函数值是否均大于0;若所述盖尔圆稳定性判据函数在某一频率下的函数值不大于0,则对各个控制参数的灵敏度进行计算,并将灵敏
度最大的控制参数定义为对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数;优化模
块,配置为对所述目标控制参数进行优化,使所述新能源多机系统稳定。
第三方面,提供一种电子设备,其包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的新能源多机系统稳定性提升方法的步骤。
第四方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序指令被处理器执行时,使所述处理器执行本发明任一实施例的新能源多机系统稳定性提升方法的步骤。
本申请的新能源多机系统稳定性提升方法及系统,有益效果为:通过建立新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型,并根据频域阻抗模型定位对新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数,然后对目标控制参数进行优化调节,实现了在研究并网系统稳定性评估的基础上可定位到对并网系统稳定性影响最大的控制参数,使得新能源多机系统的稳定性提升更加得精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的一种新能源多机系统稳定性提升方法的流程图;
图2为本发明一实施例提供一个具体实施例的多变流器并网系统典型拓扑图;
图3为本发明一实施例提供一个具体实施例的基于盖尔圆盘定理的并网系统稳定性判据示意图;
图4为本发明一实施例提供一个具体实施例的多变流器并网系统稳定性评估提升流程图;
图5为本发明一实施例提供一个具体实施例的三变流器并网系统图;
图6为本发明一实施例提供一个具体实施例的并网点电压波形图;
图7为本发明一实施例提供的一种新能源多机系统稳定性提升系统的结构框图;
图8是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
请参阅图1,其示出了本申请的一种新能源多机系统稳定性提升方法的流程图。
如图1所示,一种新能源多机系统稳定性提升方法具体包括以下步骤:
步骤S101,建立所述新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型。
图2的并网变流器系统中包括:直流电压源;变流器输出三相电流/>;PCC点电压/>;滤波电感/>;变流器输出电流在dq坐标系下的值/>和/>;并网点电压在dq坐标系下的值/>和/>;锁相环输出角度/>;并网电流的参考值/>和/>;/>为拉普拉斯算子;/>为电流比例积分控制环节,/>为锁相环比例系数,为锁相环积分系数;/>为电流比例积分控制环节,/>为电流环比例系数,/>为电流环积分系数;/>为电流环控制输出的调制信号,/>为派克变换;/>为反派克变换;PWM为脉冲宽度调制。
将风机、光伏等新能源等效为直流电压源,该变流器模型更具有普遍意义,适用于多种新能源多机系统。变流器在d-q坐标系下频域阻抗模型主要包括主电路部分的模型和控制器部分的模型,令主电路中矩阵,/>,,/>,其中,/>为并网点的电流直流侧电容两端电压,、/>分别为并网点d轴电压、并网点q轴电压,/>、/>为并网点d轴电流、并网点q轴电流,/>、/>分别为d轴占空比、q轴占空比,则变流器主电路的状态空间方程如下所示:,(1)
式中,为变流器主电路状态变量小信号导数矩阵,/>为变流器主电路状态变量小信号矩阵,/>为并网点电压小信号矩阵,/>为变流器占空比小信号矩阵,/>为并网点电流小信号矩阵,/>、/>、/>和/>均为频域阻抗模型中系数矩阵;
,(2)
式中,为电网稳定频率,/>为d轴占空比稳定值,/>为q轴占空比稳定值,/>为变流器滤波电感,/>为直流电压源电压,/>为d轴并网点电流稳定值、/>为q轴并网点电流稳定值,/>为直流侧滤波电容;
令控制环中的状态变量,/>为锁相环输出相位,/>为锁相环中积分环节,/>、/>分别为d轴上电流标准值和实际值之差、q轴上电流标准值和实际值之差。根据图2,变流器控制环的状态空间方程如下所示:
,(3)
式中,为变流器控制环中状态变量小信号导数矩阵,/>为变流器主电路状态变量小信号矩阵,/>为控制环中状态变量小信号矩阵,/>为并网点电压小信号矩阵,为变流器占空比小信号矩阵,/>、/>、/>、/>、/>和/>均为频域阻抗模型中系数矩阵;/>,(4)
式中,为并网点d轴电流稳定值,/>为并网点q轴电流稳定值;
,(5)
式中,为电流环比例参数,为电流环积分参数,为并网点d轴电流稳定
值,为并网点q轴电流稳定值,为并网点d轴电压稳定值,为并网点q轴电压稳定值,为变流器d轴占空比稳定值,为变流器q轴占空比稳定值;
联合式(1)和式(3),消去中间变量,可以得到变流器的状态-输出方程如下所示:
,(6)
式中,为变流器状态变量小信号导数矩阵,/>为变流器状态变量小信号矩阵,/> 为并网点电流小信号矩阵,/>为并网点电压小信号矩阵,/>、/>和/>均为频域阻抗模型中系数矩阵;
,(7)
式中,为两行四列的0矩阵;
从整个变流器的状态-输出方程可以看出,时域下的变流器模型是一个七阶系统,如果还要考虑电压环等其他环节,整个系统的阶数还会更高,计算过程繁琐。因此,为避免上述时域系统数学模型的缺点,利用拉普拉斯变换,将时域系统转化为频域系统,并将式(6)中的消去,从而获得/>和/>的比值,即频域下的变流器的阻抗模型:
,(8)
式中,为并网变流器导纳模型,/>为拉普拉斯算子,/>为单位矩阵,/>为变流器主电路状态变量小信号导数矩阵,/>为变流器控制环节状态变量小信号导数矩阵,/>为变流器主电路状态变量小信号矩阵,/>为变流器控制环状态变量小信号矩阵,/>为并网点电压矩阵,/>为并网点电流矩阵,/>为两行四列的0矩阵,/>为变流器状态变量小信号矩阵,/>、/>、/>、/>、/>、/>、/>、/>、/>、/>、/>、/>和/>均为频域阻抗模型中系数矩阵。
该阻抗模型是一个二阶的系统,相比于时域系统的七阶数学模型,该变流器模型的系统维数大大降低。
变流器并网模型可等效为诺顿电路,多变流器并网可等效为多个诺顿电路并联,其整体的阻抗模型为:
,(9)
式中,为变流器m的导纳模型,/>为变流器总数,/>为多变流器并网等效导纳模型;
电网阻抗模型为:
,(10)
式中,为电网阻抗模型,/>为电阻,/>为拉普拉斯算子,/>为电感,/>为电网稳定频率,/>为电容;
步骤S102,根据所述频域阻抗模型定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数。
在本实施例中,首先,根据式(9)和式(10)中得到的多变流器阻抗模型和电网阻抗模型/>,构建新能源多机并网系统的系统回比矩阵:
,(11)
式中,为回比矩阵L的d轴分量,/>、/>为回比矩阵L的耦合分量,/>为回比矩阵L的q轴分量,/>为多变流器阻抗模型,/>为电网阻抗模型;
根据传统的广义奈奎斯特判据可知,当系统回比矩阵特征值的奈奎斯特曲线不包围(-1,j0)点时,并网系统稳定。由盖尔圆盘定理可知,系统回比矩阵的特征值位于盖尔圆内,因此当盖尔圆不覆盖从(-1,j0)点向左的射线时,并网系统稳定,如图3所示。由此,可得新能源多机并网系统的盖尔圆稳定性判据函数,当任意频率/>下,/>的函数值均大于0,则新能源多机系统稳定。因此,根据系统回比矩阵/>的特征值构建所述新能源多机系统的盖尔圆稳定性判据函数/>,其中,盖尔圆稳定性判据函数/>的表达式为:
,(12)
,(13)
式中,为关于特征值的盖尔圆盘定理,为关于特征值的盖尔圆
盘定理,为Ldd的虚部分量,为Ldd的实部分量,为Lqq的虚部分量,为Lqq的实部分量,为回比矩阵L的d轴分量,、为回比矩阵L的耦合分
量,为回比矩阵L的q轴分量;
判断所述盖尔圆稳定性判据函数在任意频率下的函数值是否均大于0;
若所述盖尔圆稳定性判据函数在某一频率下的函数值不大于0,则对各个控制参数在某一频率下的灵敏度进行计算,并将灵敏度最大的控制参数定义为对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数;
需要说明的是,对各个控制参数在某一频率下的灵敏度进行计算,并将灵敏度最大的控制参数定义为对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数具体为:定义为可调控制参数/>在取值为/>时的灵敏度函数、/>为可调控制参数/>在取值为/>时的灵敏度函数,其中,可调控制参数/>在取值为/>时的灵敏度函数/>的表达式为:
,(14)
式中,为频率,为关于函数g对变量x求偏导;
可调控制参数在取值为/>时的灵敏度函数/>的表达式为:
,(15)
判断可调控制参数取值为/>时在某一频率下的灵敏度是否大于可调控制参数取值为/>时在某一频率下的灵敏度;
若不大于,则可调控制参数对于新能源多机系统稳定性的影响大于可调控制参数/>对于新能源多机系统稳定性的影响。
步骤S103,对所述目标控制参数进行优化,使所述新能源多机系统稳定。
新能源多机系统中主要优化的参数包括:锁相环比例增益和积分增益,电压环比例增益和积分增益,电流环比例增益和积分增益。在步骤S102找到对新能源多机系统稳定性影响最大的可调控制参数x的基础上,对可调控制x进行参数优化。
使可调控制参数x发生微小变化,对式(12)进行泰勒展开,可得:
,(16)
如图4所示,由盖尔圆盘稳定性判据可知,若存在频率使得函数/>的函数值小于0的情况,则新能源多机系统不稳定,需要修改所述目标控制参数的值,使盖尔圆稳定性判据函数/>的值大于0;若目标控制参数的灵敏度函数值大于0,为使盖尔圆稳定性判据函数/>的值增大,则目标控制参数的值需要增大;若目标控制参数的灵敏度函数值小于0,为使盖尔圆稳定性判据函数/>的值增大,则可调控制参数/>的值需要减小;目标控制参数按照固定的步长逐步优化,每次优化后都判断盖尔圆稳定性判据函数/>在任意频率下的函数值是否均大于0,直到所述新能源多机系统的稳定性达到要求。该参数调整的方法是多变流器并网系统经过线性化后得到的,因此参数调整时步长设置不宜过大。
综上,本申请的方法,通过建立新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型,并根据频域阻抗模型定位对新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数,然后对目标控制参数进行优化调节,实现了在研究并网系统稳定性评估的基础上可定位到对并网系统稳定性影响最大的控制参数,使得新能源多机系统的稳定性提升更加得精准。
在一个具体实施例中,对三变流器并网系统进行了MATLAB/Simulink仿真,如图5所示,并网系统的线路参数参照表1,变流器参数参照表2,并且对并网系统稳定性产生主要影响的是变流器电流环和锁相环的比例控制参数,分别用和/>表示,其中m表示第m个变流器。表1为:
,
表2为:
,
根据盖尔圆盘判据判定,该参数情况下,三变流器并网系统不稳定,对变流器1、2、3的电流环和锁相环的比例参数进行参数灵敏度计算,计算结果如表3所示。
,
由计算结果可以看出,的灵敏度值最大,该参数对并网系统的稳定性影响最大,且该值为负,参数优化需朝着减小的方向进行,/>从5减小到0.2,并网系统的稳定性满足盖尔圆判据。图6所示为参数优化前后并网点电压图,由该图可看出,参数优化后并网点电压从不稳定变得稳定,并网系统的稳定性得到了提升。
请参阅图7,其示出了本申请的一种新能源多机系统稳定性提升系统的结构框图。
如图7所示,新能源多机系统稳定性提升系统200,包括建立模块210、定位模块220以及优化模块230。
其中,建立模块210,配置为建立所述新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下
的频域阻抗模型;定位模块220,配置为根据所述频域阻抗模型定位对所述新能源多机系统
稳定性影响最大的目标控制参数,其中,定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目
标控制参数具体为:根据在频域下建立的由单个变流器构成的多变流器阻抗模型和电网
阻抗模型构建所述新能源多机系统的系统回比矩阵;根据所述系统回比矩阵的特
征值构建所述新能源多机系统的盖尔圆稳定性判据函数,其中,所述盖尔圆稳定性
判据函数的表达式为:,式中,为关于特征值的盖尔圆盘定理,为关于特征值的盖尔圆盘定理,为Ldd的虚部分量,为Ldd的实部分量,为Lqq的虚部分量,
为Lqq的实部分量,为回比矩阵L的d轴分量,、为回比矩阵L的耦合分量,为
回比矩阵L的q轴分量;判断所述盖尔圆稳定性判据函数在任意频率下的函数值是
否均大于0;若所述盖尔圆稳定性判据函数在某一频率下的函数值不大于0,则对各
个控制参数的灵敏度进行计算,并将灵敏度最大的控制参数定义为对所述新能源多机系统
稳定性影响最大的目标控制参数;优化模块230,配置为对所述目标控制参数进行优化,使
所述新能源多机系统稳定。
应当理解,图7中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此,上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图7中的诸模块,在此不再赘述。
在另一些实施例中,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序指令被处理器执行时,使所述处理器执行上述任意方法实施例中的新能源多机系统稳定性提升方法;
作为一种实施方式,本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令设置为:
建立所述新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型;
根据所述频域阻抗模型定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数;
对所述目标控制参数进行优化,使所述新能源多机系统稳定。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据新能源多机系统稳定性提升系统的使用所创建的数据等。此外,计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器,还可以包括存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至新能源多机系统稳定性提升系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图8是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图,如图8所示,该设备包括:一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括:输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接,图8中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例新能源多机系统稳定性提升方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息,以及产生与新能源多机系统稳定性提升系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式,上述电子设备应用于新能源多机系统稳定性提升系统中,用于客户端,包括:至少一个处理器;以及,与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够:
建立所述新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型;
根据所述频域阻抗模型定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数;
对所述目标控制参数进行优化,使所述新能源多机系统稳定。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种新能源多机系统稳定性提升方法,其特征在于,包括:
建立所述新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型;
根据所述频域阻抗模型定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数,其中,定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数具体为:
根据在频域下建立的由单个变流器构成的多变流器阻抗模型Y和电网阻抗模型Zg构建所述新能源多机系统的系统回比矩阵L;
根据所述系统回比矩阵L的特征值构建所述新能源多机系统的盖尔圆稳定性判据函数g(f),其中,所述盖尔圆稳定性判据函数g(f)的表达式为:
式中,gd(f)为关于特征值λ1的盖尔圆盘定理,gq(f)为关于特征值λ2的盖尔圆盘定理,Im(Ldd)为Ldd的虚部分量,Re(Ldd)为Ldd的实部分量,Im(Lqq)为Lqq的虚部分量,Re(Lqq)为Lqq的实部分量,Ldd为回比矩阵L的d轴分量,Ldq、Lqd为回比矩阵L的耦合分量,Lqq为回比矩阵L的q轴分量;
判断所述盖尔圆稳定性判据函数g(f)在任意频率下的函数值是否均大于0;
若所述盖尔圆稳定性判据函数g(f)在某一频率下的函数值不大于0,则对各个控制参数在某一频率下的灵敏度进行计算,并将灵敏度最大的控制参数定义为对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数;
对所述目标控制参数进行优化,使所述新能源多机系统稳定。
2.根据权利要求1所述的一种新能源多机系统稳定性提升方法,其特征在于,其中,所述频域阻抗模型的表达式为:
式中,YS为并网变流器导纳模型,s为拉普拉斯算子,E为单位矩阵,为变流器主电路状态变量小信号导数矩阵,/>为变流器控制环节状态变量小信号导数矩阵,Δx1为变流器主电路状态变量小信号矩阵,Δx2为变流器控制环节状态变量小信号矩阵,Δus为并网点电压矩阵,Δi为并网点电流矩阵,02*4为两行四列的0矩阵,Δx为变流器状态变量小信号矩阵,A、B、C、A11、A21、A22、B11、B12、B21、C11、C21、C22和C23均为频域阻抗模型中的系数矩阵。
3.根据权利要求1所述的一种新能源多机系统稳定性提升方法,其特征在于,其中,所述系统回比矩阵L的表达式为:
式中,Y为多变流器阻抗模型,Zg为电网阻抗模型。
4.根据权利要求1所述的一种新能源多机系统稳定性提升方法,其特征在于,所述对各个控制参数在某一频率下的灵敏度进行计算,并将灵敏度最大的控制参数定义为对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数包括:
定义μx0(f)为可调控制参数x在取值为x0时的灵敏度函数、μy0(f)为可调控制参数y在取值为y0时的灵敏度函数,其中,可调控制参数x在取值为x0时的灵敏度函数μx0(f)的表达式为:
式中,f为频率,为关于函数g对变量x求偏导;
可调控制参数y在取值为y0时的灵敏度函数μy0(f)的表达式为:
判断可调控制参数x取值为x0时在某一频率下的灵敏度是否大于可调控制参数y取值为y0时在某一频率下的灵敏度;
若不大于,则可调控制参数x对于新能源多机系统稳定性的影响大于可调控制参数y对于新能源多机系统稳定性的影响。
5.根据权利要求4所述的一种新能源多机系统稳定性提升方法,其特征在于,所述对所述目标控制参数进行优化,使所述新能源多机系统稳定包括:
修改所述目标控制参数的值,使盖尔圆稳定性判据函数g(f)的值大于0;
若目标控制参数的灵敏度函数值大于0,为使盖尔圆稳定性判据函数g(f)的值增大,则目标控制参数的值需要增大;若目标控制参数的灵敏度函数值小于0,为使盖尔圆稳定性判据函数g(f)的值增大,则可调控制参数x的值需要减小;
目标控制参数按照固定的步长逐步优化,每次优化后都判断盖尔圆稳定性判据函数g(f)在任意频率下的函数值是否均大于0,直到所述新能源多机系统的稳定性达到要求。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的新能源多机系统稳定性提升方法的新能源多机系统稳定性提升系统,其特征在于,包括:
建立模块,配置为建立所述新能源多机系统中各个变流器在dq坐标系下的频域阻抗模型;
定位模块,配置为根据所述频域阻抗模型定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数,其中,定位对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数具体为:
根据在频域下建立的由单个变流器构成的多变流器阻抗模型Y和电网阻抗模型Zg构建所述新能源多机系统的系统回比矩阵L;
根据所述系统回比矩阵L的特征值构建所述新能源多机系统的盖尔圆稳定性判据函数g(f),其中,所述盖尔圆稳定性判据函数g(f)的表达式为:
式中,gd(f)为关于特征值λ1的盖尔圆盘定理,gq(f)为关于特征值λ2的盖尔圆盘定理,Im(Ldd)为Ldd的虚部分量,Re(Ldd)为Ldd的实部分量,Im(Lqq)为Lqq的虚部分量,Re(Lqq)为Lqq的实部分量,Ldd为回比矩阵L的d轴分量,Ldq、Lqd为回比矩阵L的耦合分量,Lqq为回比矩阵L的q轴分量;
判断所述盖尔圆稳定性判据函数g(f)在任意频率f下的函数值是否均大于0;
若所述盖尔圆稳定性判据函数g(f)在某一频率f下的函数值不大于0,则对各个控制参数的灵敏度进行计算,并将灵敏度最大的控制参数定义为对所述新能源多机系统稳定性影响最大的目标控制参数;
优化模块,配置为对所述目标控制参数进行优化,使所述新能源多机系统稳定。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
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