[发明专利]一种提高小信号系统计算效率的降维方法

权利要求书

1.一种提高小信号系统计算效率的降维方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立永磁直驱风机经柔性直流输电并网系统的详细模型；

2)通过特征值分析法对详细模型进行求解，得到状态矩阵的特征值；

3)将特征值按照对系统的影响程度大小进行划分，按照时间尺度的方法剔除快速衰减的变量并保留缓慢衰减的变量；

4)建立永磁直驱风机经柔性直流输电并网系统的降维模型；

5)将详细模型的动态响应曲线与降维模型的动态响应曲线进行对比，验证降维模型的可靠性、一致性与相似性。

2.根据权利要求1所述的一种提高小信号系统计算效率的降维方法，其特征在于，所述的永磁直驱风机经柔性直流输电并网系统为一小信号系统。

3.根据权利要求1所述的一种提高小信号系统计算效率的降维方法，其特征在于，所述的步骤1)中，根据永磁直驱风机经柔性直流输电并网系统的拓扑结构构建详细模型，该拓扑结构依次包括直驱风电场、永磁同步发电机、换流器系统、VSC-HVDC以及受端电网，所述的换流器系统由全控整流器、直流稳压电容与全控逆变器三部分组成。

4.根据权利要求1所述的一种提高小信号系统计算效率的降维方法，其特征在于，根据永磁直驱风机经柔性直流输电并网系统拓扑结构的动态模型，确定状态变量X为：

其中，X_PMSG为D-PMSG模型的状态变量，X_plls为风机网侧锁相环状态变量，X_PMSG-Ctrl为D-PMSG控制器参数状态变量，X_plls1为VSC-HVDC送端锁相环状态变量，X_HVDC为VSC-HVDC模型的状态变量，X_plls2为VSC-HVDC受端锁相环状态变量，X_HVDC-Ctrl为VSC-HVDC模型控制器的状态变量，Δ表示微分量，ω₁为风力机转子电气转速，ω₂为发电机转子电气转速，δ₁、δ₂分别为风力机于发电机转子相对于额定电气转速下同步旋转参考轴的电气角位移，i_d为PMSG的d轴电流，i_q为PMSG的q轴电流，u_dc为直流电容端电压，i_sd为网侧控制器d轴电流，i_sq为网侧控制器q轴电流，θ_plls为风机网侧锁相环的输出相位，Z_plls为风机网侧锁相环的角度瞬时变化值的负数，w₁、w₂、w₃别为机侧控制器状态变量，x₁、x₂、x₃别为网侧控制器状态变量，θ_plls1为VSC-HVDC送端锁相环的输出相位，Z_plls1为VSC-HVDC送端锁相环的角度瞬时变化值的负数，u_dc1为送端控制器直流电容端电压，i_dc为直流电容电流，u_dc2为受端控制器直流端电容电压，i_s2d为受端输出d轴电流，i_s2q为受端输出q轴电流，θ_plls2,为受端锁相环的输出相位，Z_plls2为受端锁相环的角度瞬时变化值的负数，y₁、y₂、y₃、y₄分别为送端控制器状态变量，z₁、z₂、z₃、z₄别为受端控制器状态变量。