【技术实现步骤摘要】
一种基于端口能量重塑的虚拟同步控制方法
[0001]本专利技术属于电力系统运行稳定分析领域，涉及一种基于端口能量 重塑的虚拟同步控制方法，尤其是涉及一种抑制由故障工况诱发的功 率振荡的基于端口能量重塑的虚拟同步控制方法。
技术介绍
[0002]伴随我国“双碳”目标的提出，以风能和光伏为主体的可再生能源 得到了大力发展，而以传统化石能源为主要能量来源的传统同步发电 机被广泛取代，导致电力系统的惯量和阻尼减小，从而制约了系统的 调频调压能力，威胁电网的安全稳定运行。
[0003]虚拟同步发电机技术被广泛应用于解决新型电力系统电力电子 化带来的弱阻尼和低惯量问题。有些学者提出虚拟同步化微电网的虚 拟惯量和虚拟阻尼参数优化设计方法。有些学者提出一种基于模糊控 制的虚拟同步发电机参数自适应控制策略，根据角频率偏差及其变化 率，在不同工况下实时调节转动惯量和阻尼系数，从而提高微电网频 率的稳定性。大部分改进虚拟控制策略多基于线性化的系统模型开展。 然而，电力系统是较为复杂的非线性系统，许多线性控制方法难以适 用，而广义哈密尔顿系...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于端口能量重塑的虚拟同步控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：建立基于虚拟同步发电机并入无穷大电网系统的动态模型；步骤S2：根据步骤S1建立的虚拟同步机并入无穷大电网系统的动态模型，塑造所述虚拟同步机并入无穷大电网系统的动态模型对应的能量函数，进而建立虚拟同步发电机并入无穷大电网系统对应的哈密尔顿受控系统数学模型，并进一步推导得到所建立的哈密尔顿受控系统数学模型的参数，最后校验所建立哈密尔顿受控系统数学模型的零状态可检测性；步骤S3：根据步骤S2建立的哈密尔顿受控系统数学模型及推导得到的参数，反推得到使所建立哈密尔顿受控系统数学模型在平衡点x0处渐近稳定的励磁电压调节量对应的控制策略。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1建立基于虚拟同步发电机并入无穷大电网系统的动态模型，具体包括：在新能源场站的虚拟同步电动机模型，以风机电网侧变流器控制的角度为控制变量，考虑虚拟同步发电机励磁控制方程和运动微分方程，建立虚拟同步发电机并入无穷大电网系统的动态模型的方程，如式所示，各参数如式所示；其中，δ是虚拟同步发电机的功角，ω
m
和ω分别为虚拟同步发电机的机械角速度标幺值和电气角速度，H为虚拟同步发电机的惯性时间常数，P
m
和P
e
分别为虚拟同步发电机的机械转矩和电磁转矩，D为虚拟同步发电机的阻尼，E
q
’
和E
fds
分别为虚拟同步发电机的交轴暂态电势和系统稳态运行时励磁电压，u
f
为励磁电压调节量，T
d0
’
为虚拟同步发电机的直轴暂态短路时间常数，X
d
和X
d
’
分别为虚拟同步发电机的直轴稳态电抗和直轴暂态电抗，U
s
＝1∠0
°
为无穷大电网电压，X
T1
为升压变T1电抗，X
T2
为升压变T2电抗，X
L
为线路电抗，X
dΣ
和X
dΣ
'分别为稳态等效电抗和暂态等效电抗。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：S2.1：根据虚拟同步发电机并入无穷大电网系统的动态模型的方程，塑造该模型对应的能量函数H(x)，即哈密尔顿函数，并对塑造的能量函数H(x)进行求导，并参照广义哈密尔顿受控系统模型，建立虚拟同步发电机并入无穷大电网系统对应的哈密尔顿受控系统数学模型；
S2.2：根据步骤S2.1所建立的虚拟同步发电机并入无穷大电网系统对应的哈密尔顿受控系统数学模型，进一步推导系统阻尼矩阵R(x)、系统结构矩阵J(x)和输入变量控制矩阵g(x)，从而推导得到所建立的虚拟同步发电机并入无穷大电网系统对应的哈密尔顿受控系统的数学模型的具体参数，最后根据推导得到的参数，校验所建立哈密尔顿受控系统的零状态可检测性，以保证哈密尔顿受控系统在平衡点x0...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡畔，丁凯，陈乔，王易，曹侃，柳丹，江克证，钱一民，李伟，邓万婷，梅欣，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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