[发明专利]适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法

说明书

适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法，涉及下垂并网逆变器控制技术领域。本发明是为了解决解决传统慢同调方法难以应用于分布式发电网络的问题。本发明针对现有应用广泛的三相下垂控制并网逆变器，提出了适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法，该方法能够将慢同调算法应用于下垂控制逆变器网络，并且能够有效改善传统慢同调算法的分群结果，进一步提高降阶模型的准确性。本发明适用于采用感性下垂控制的逆变器系统，不会受到电压电流控制方法的影响，不同电压等级或容量的情况同样适用。此外，本发明不仅适用于放射网络，更适用于网状网络。

技术领域

本发明属于下垂并网逆变器控制技术领域。

背景技术

同调等值技术广泛应用于大型系统中的动态等值中，得到的降阶模型能够准确地反映系统的动态响应。其中，代表性的慢同调方法具有对故障位置和严重程度不敏感等优点。然而，由于模型限制以及准确性差的问题使传统慢同调方法难以应用于分布式发电网络中。

在传统慢同调算法中通常采用常规同步机的二阶动态方程，并且由于同步机的阻尼转矩影响较小，忽略了其对同调算法的影响。然而下垂控制逆变器不存在类似的二阶动态方程，无法推导有功功率与转子角度的关系，并且下垂控制逆变器阻尼较大无法忽略。此外传统慢同调算法的准确性问题也会影响将其应用与分布式网络的效果。

发明内容

本发明是为了解决传统慢同调方法难以应用于分布式发电网络的问题，现提供适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法。

适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法，包括以下步骤：

步骤一：设下垂并网逆变器网络中所有逆变器的预设分群数为g，建立逆变器的慢同调模型；

步骤二：结合考虑阻尼的慢同调模型对下垂并网逆变器网络中所有逆变器进行一次分群；

步骤三：结合慢同调模型计算弱连接方式下的分群数r，并获得慢模式σ_a；

步骤四：当g≤r时，计算g个最小特征值的模态矩阵，当gr时，计算慢模式σ_a的模态矩阵；

步骤五：根据模态矩阵的行向量和预设分群数g，采用模糊C均值聚类方法对垂并网逆变器网络中所有逆变器进行第二次分群；

步骤六：将第一次分群后获得的每个群分别与第二次分群后获得的每个群做交集，将每一个交集后的结果作为一个结果集，删除所有结果集中的空集，将剩余的结果集作为最终分群结果；

步骤七：利用聚合方法分别对最终分群结果中的每个群进行等效，使得下垂并网逆变器网络每个群中的多个逆变器等效为单台逆变器，实现模型降阶。

进一步的，上述步骤一所述逆变器的慢同调模型为：

其中，M为包含惯性时间常数的对角矩阵，δ为虚拟发电机转子角度，K为同步转矩系数，Δ表示线性化。

进一步的，上述在慢同调模型中考虑阻尼获得：

其中，D为包含各电源阻尼系数的对角矩阵。

进一步的，上述步骤二中对下垂并网逆变器网络中的逆变器进行一次分群的具体方法为：

步骤21：将M^-1D中的元素从小到大依次排列获得[a₁，a₂，...，a_n]，n为下垂并网逆变器网络中逆变器的数量，