[发明专利]一种适用于大电网的广域阻尼控制器设计方法

权利要求书

1.一种适用于大电网的广域阻尼控制器设计方法，其特征在于，所述方法包括：

根据广域阻尼控制器的运行方式集和电网主导振荡模式信息，在广域阻尼控制器所在机组上进行扰动试验，并采集试验数据；

根据采集的扰动试验数据，计算广域阻尼控制器的开环传递函数；

根据开环传递函数确定运行方式的相位和广域阻尼控制器参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述广域阻尼控制器的运行方式集为{Case1,Case2,…,CaseM}，其中，M：表示运行方式的种类；

采集所述广域阻尼控制器所在机组进行扰动试验的扰动信号u_i(t)及控制信号的响应曲线y_i(t)，i＝1,2,…,m。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述广域阻尼控制器的运行方式Case i的开环传递函数G_i(s)的计算包括：

(1)对扰动信号u_i(t)及控制信号的响应曲线y_i(t)进行快速傅里叶变换得U(s)和Y(s)；

(2)用正交投影和QR分解得到矩阵[Y^re U^re]^T；

(3)按下式计算电网输入变量和输出变量间的传递函数G(s)：

其中，ΔU₁(s)：为电网输入变量；ΔY₁(s)：为电网输出变量；A：表示系统矩阵；B：表示输入矩阵；C：表示输出矩阵；I：表示单位矩阵。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述矩阵[Y^re U^re]^T的计算包括：

将实数矩阵Y^re的行空间正交投影到实数矩阵U^re的行空间正交补，如下式所示：

Y^re/U^re,⊥＝W_mX^re/U^re,⊥

式中，Y^re和X^re：均为实数矩阵；U^re,⊥：表示实数矩阵U^re的正交补；W_m：表示广义观测矩阵；

对矩阵[Y^re U^re]^T作QR分解，可得：

式中，和分别为QR分解得到的三角矩阵和正交矩阵；

对三角矩阵中的元素进行奇异值分解，得到:

由前n个非零奇异值构成对角阵J_s，并将n作为电网的阶数，并用最小二乘法估计得出系统矩阵A、输入矩阵B和输出矩阵C。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行方式Case i的相位的计算包括：

设主导振荡模式如式λ_1,2＝δ±jω所示,将传递函数参数代入传递函数中，得下式所示的传递函数与相位间的关系式：

其中，G：表示幅值；ε：表示加入广域阻尼控制器后的期望阻尼比；ω：电网主导振荡模式振荡频率；j：表示虚部；δ：表示主导振荡模式的实部；ω_d：表示加入广域阻尼控制器后的电网主导振荡模式的震荡频率。