基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法及系统，属于电网系统水电机组运行控制技术领域，构建水光互补系统多机系统统一频率响应模型，引入反映不确定性的摄动块和对应的权函数，插入反映鲁棒性能的虚拟摄动块和灵敏度权函数，扩展为结构奇异值模型；设置水电机组串联校正控制器和光伏机组有功附加控制器的参数搜索空间，随机生成一组水电和光伏机组的控制器参数；根据超低频振荡的范围，将范围内扫频点都带入扩展的结构奇异值模型中，计算结构奇异值；根据结构奇异值判断控制器参数是否满足鲁棒性要求

【技术实现步骤摘要】
基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网系统水电机组运行控制
，具体涉及一种基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着新能源发电技术的迅速发展，各类新能源机组在电力系统中的比重不断提高，其中光伏机组由于其灵活的出力特点和水电机组形成了水光互补系统
。
高比例的水电导致系统离网时存在超低频振荡风险，同时光伏的波动也极易激发系统中的弱阻尼振荡模式
[0003]目前用于超低频振荡抑制的措施主要从水电机组调速系统侧考虑，一是采用优化算法优化调速器的
PID
参数，二是加入调速系统侧的
GPSS
控制器补偿系统滞后的相位
。
然而，目前的这两种方法都存在一些不足：一是调速器参数的优化算法大部分是在约束范围内寻找最优解，对于实际运行中存在的多种工况和各种不确定性考虑不够，改变调速器参数会对系统的一次调频性能产生影响，造成系统调频速度变慢；二是
GPSS
仅用于抑制超低频，对低频段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法，其特征在于，包括：基于水电机组模型及其串联校正控制器和光伏模型及其有功附加控制器，构建水光互补系统多机系统统一频率响应模型；在统一频率响应模型中引入反映不确定性的摄动块和对应的权函数，插入反映鲁棒性能的虚拟摄动块和灵敏度权函数，将统一频率响应模型扩展为结构奇异值模型；设置水电机组串联校正控制器和光伏机组有功附加控制器的参数搜索空间，使用蒙特卡洛算法控制参数搜索空间中随机生成一组水电和光伏机组的控制器参数；根据超低频振荡的范围，将范围内扫频点带入结构奇异值模型中，结合控制参数计算结构奇异值；判断结构奇异值是否小于等于1，若小于等于1，则所述的控制器参数满足鲁棒性要求，否则重新生成新的参数计算结构奇异值
。2.
根据权利要求1所述的基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法，其特征在于，根据水电机组模型及其串联校正控制器和光伏模型及其有功附加控制器，构建水光互补系统多机系统统一频率响应模型，包括：由于超低频振荡时全网频率统一，所有发电机的频率偏差都保持一致，所以根据系统中所有机组的运动方程，将光伏输出功率和水电机组机械功率加在一起，构建水光互补系统多机系统统一频率响应模型
。3.
根据权利要求2所述的基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法，其特征在于，在统一频率响应模型中引入反映不确定性的摄动块和对应的权函数，插入反映鲁棒性能的虚拟摄动块和灵敏度权函数，其中，系统不确定性包括系统负荷变化
、
调速器参数和水轮机参数变化，在原来的统一频率响应模型中将摄动进行引入，这些不确定性可以体现为摄动块及对应的权函数
。4.
根据权利要求3所述的基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法，其特征在于，将统一频率响应模型扩展为结构奇异值模型，包括：将不确定性分离出来，重新构建为扩展的结构奇异值模型，结构奇异值模型的相关元素数学表达如下式所示：其中，
u1、
…
、u
n
、u
f
分别为各摄动块的输入，
v1、
…
、v
n
、v
f
分别为各摄动块的输出，
M
11
、
…
、M
nf
、M
f1
、
…
、M
ff
为各输入输出对应的标称矩阵
。5.
根据权利要求4所述的基于结构奇异值法的抑制超低频振荡的控制方法，其特征在于，构建出的结构奇异值模型中标称
M(s)
矩阵中各元素的表达式为：
其中，
G
ci
(s)
为各水电机组串联校正控制器传递函数，
W

【专利技术属性】
技术研发人员：吴翔宇，许寅，王思家，和敬涵，王颖，刘曌，张放，王佳璇，曾雪洋，陈刚，史华勃，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：