[发明专利]一种基于广义短路比法的风电并网低频振荡抑制方法

权利要求书

1.一种基于广义短路比法的风电并网低频振荡抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立风电并网中的网侧模型，并根据直流电容模型，用广义短路比法简化线路；

步骤2、将电容电压用正弦函数表示，通过扫频法得到能够激发网侧低频振荡模态的直流电容振荡频率；

步骤3、建立风电并网机侧模型，得到直流电容关于风机转速的传递函数；

步骤4、建立风速对风机转速影响模型，分析得到能够激发步骤2所述的直流电容振荡频率的风速波动频段；

步骤5、利用粒子群算法协调优化机侧和网侧控制器参数，使得相应模态阻尼比最大，从而抑制低频振荡，具体如下：

步骤5.1、以锁相环控制回路比例参数PLL_l和积分参数PLL_i，机侧控制器的功率外环比例参数kp1、功率外环积分参数ki1、定子d轴电流内环比例参数kp2、定子d轴电流内环积分参数ki2、定子q轴电流内环比例参数kp3和定子q轴电流内环积分参数ki3，网侧控制器功率外环比例参数gp1、功率外环积分参数gi1、网侧d轴电流内环比例参数gp2、网侧d轴电流内环积分参数gi2、网侧q轴电流内环比例参数gp3和网侧q轴电流内环积分参数gi3作为优化变量，以风速波动引起的振荡模态为目标模式，以目标模式阻尼比最大化为优化目标，建立多控制器的参数协调优化模型：

式中，η_i为目标模式i的权系数，根据电力系统的实际情况由调度部门确定，以体现调度部门对不同目标模式的关心程度；ζ_i为目标模式i的阻尼比；K为目标模式数量；F为目标模式的最大系统阻尼比；max()表示取最大值；∑表示求和函数；

步骤5.2、在网侧和机侧控制器参数协调优化抑制振荡的过程中，需要满足下述约束条件：(1)风速波动引起的振荡模态的阻尼比需要大于设定的阈值ρ₀；(2)其他不需优化的振荡模式的阻尼比不得低于设定的阈值ρ₁，同时当不需优化的振荡模式阻尼比出现跌落时，跌落的幅度需要在下限值约束以内；(3)所需优化的控制器参数需要满足其自身的参数约束；

则得到协调优化的约束条件为：

式中，k_p-x,y为第x个控制器的第y个比例系数；k_p-x,y-max与k_p-x,y-min分别为k_p-x,y相应的上、下限值；k_i-x,y为第x个控制器的第y个积分系数；k_i-x,y-max与k_i-x,y-min分别为k_i-x,y相应的上、下限值；ρ_0i1为给定的目标模式i的阻尼比阈值；ρ_0i2为控制器初始参数下目标模式i的阻尼比；ξ_k为非目标模式k的阻尼比；Δξ_k为非目标模式k协调优化前后的阻尼比变化量；ρ_1k为给定的非目标模式k的阻尼比阈值；ρ_2k为给定的非目标模式k的阻尼比变化百分比，其值为正数；

步骤5.3、由步骤4.4得到目标振荡模态的主导控制器参数，使用粒子群算法求解不同主导控制器参数，得到式(25)所示目标函数最大时对应的该控制器参数值，即得到该种模态的阻尼比最大时的控制器参数值，从而抑制了该模式的振荡。