【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海上风电控制领域，涉及海上风电虚拟惯性控制方法。
技术介绍
1、风能是一种清洁的、潜力巨大的可再生能源。由于海上丰富的风能资源和当今技术的可行性，海洋将成为一个迅速发展的风电市场，随着海上风电场技术的发展成熟，风电必将会成为中国东部沿海地区可持续发展的重要能源来源。但是，风能具有不稳定性和间隙性，风电场的输出功率呈动态变化，对风电的并网运行会带来不利影响，因此海上风电控制系统策略具有很好的发展前景。基于双馈感应发电机(dfig)的风力发电机在现代风力发电系统中得到了广泛应用。双馈异步风力发电机具有变速运行特性，在不同风速下实现最大功率跟踪。而在最大功率点跟踪(mppt)控制中，风力发电机组的驱动系统与电网完全解耦，风力发电机组的转速和功率不再响应电网频率的变化，这将显著降低风力发电系统的相对惯性。
2、双馈风电机组在虚拟惯量控制时，存在暂态频率最低值偏高、频率到达最低值的时间较长以及抗干扰能力差等问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种海上风电虚拟惯性控制方法及系统。基于免疫粒子群优化算法ipso和自抗扰控制器，开发扩张状态观测器来预测频率变化，采用免疫粒子群优化算法ipso对扩展状态观测的参数进行优化，解决双馈风电机组在虚拟惯量控制时，存在暂态频率最低值偏高、频率到达最低值的时间较长以及抗干扰能力差等问题，提高系统精度。
2、为实现上述效果，本专利技术的技术方案如下：
3、第一个方面，本专利技术提供海上风电虚拟惯性控制方法，包
4、步骤1：获取海上风电虚拟惯量控制系统中双馈异步风力发电机的机械功率；
5、步骤2：根据非线性反馈控制律和扩张状态观测器设计自抗扰控制器；
6、步骤3：设计自抗扰控制器的扩张状态观测器，免疫粒子群优化算法ipso与遗传算法ga的交叉和变异操作相结合，优化扩张状态观测器参数；
7、步骤4：引入目标函数评价海上风电虚拟惯量控制系统性能，实现功率共享和自适应消噪。
8、第二个方面，本专利技术提供一种海上风电虚拟惯性控制系统，包括：
9、机械功率获取模块，用于获取海上风电虚拟惯量控制系统中双馈异步风力发电机的机械功率；
10、自抗扰控制器设定模块，用于根据非线性反馈控制律和扩张状态观测器设计自抗扰控制器；
11、扩张状态观测器设定模块，用于设计自抗扰控制器的扩张状态观测器，免疫粒子群优化算法ipso与遗传算法ga的交叉和变异操作相结合，优化扩张状态观测器参数；
12、目标函数设定模块，用于引入目标函数评价海上风电虚拟惯量控制系统性能，实现功率共享和自适应消噪。
13、其中，自抗扰控制技术是一种基于扰动观测和补偿的控制方法，用于抑制系统中的各种扰动对控制系统的影响，提高系统的鲁棒性和控制性能。与传统的pid控制器相比，自抗扰控制技术引入了大量的非线性函数发展出来的新型控制技术，能够对外部的未知扰动进行估计和补偿，从而使得自抗扰控制器具有对被控对象依赖小，响应速度快，超调小，抗干扰能力强等特点。
14、与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
15、本专利技术基于免疫粒子群优化算法ipso和自抗扰控制器，通过有效控制转子转速来调节电力系统的频率，降低了参数整定的复杂性，提高了抗干扰能力，增强了系统的鲁棒性，为电网提供频率时间下的暂态频率支持。在自抗扰控制器中，利用免疫粒子群优化算法ipso的优化函数建立了一种新的自抗扰控制器(adrc)，通过对系统频率的监测反馈，利用免疫粒子群优化算法ipso对自动抗扰控制器中扩张状态观测器的参数进行实时优化。
16、与传统的pd虚惯性控制相比，本专利技术实时调节系统输出的有功功率，同时还抑制噪声对系统频率的影响。仿真结果表明，所提出的粒子群优化遗传自扰抑制惯性控制仿真方法能够有效地为电网在不同运行工况下提供频率支持，解决双馈风电机组在虚拟惯量控制时，存在暂态频率最低值偏高、频率到达最低值的时间较长以及抗干扰能力差等问题，有利于电网在频率事件下的安全稳定运行。
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1.一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，所述海上风电虚拟惯量控制系统包括相互连接的双馈异步风力发电机、风电机转子侧换流器及风电机网侧变流器。
3.根据权利要求2所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，步骤1获取海上风电虚拟惯量控制系统中双馈异步风力发电机的机械功率具体为：
4.根据权利要求3所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，所述自抗扰控制器的控制方法具体采用下述步骤：
5.根据权利要求4所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，步骤S21具体为：
6.根据权利要求5所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，步骤S22具体为：所述扩张状态观测器的标准形式为：
7.根据权利要求6所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，步骤S23具体为：所述线性状态误差反馈律具体如下式所示：
8.根据权利要求7所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，步骤3具体为：
9.根据权利要求8所
10.一种海上风电虚拟惯性控制系统，使用上述权利要求1～9任一项所述海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，所述海上风电虚拟惯量控制系统包括相互连接的双馈异步风力发电机、风电机转子侧换流器及风电机网侧变流器。
3.根据权利要求2所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，步骤1获取海上风电虚拟惯量控制系统中双馈异步风力发电机的机械功率具体为：
4.根据权利要求3所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，所述自抗扰控制器的控制方法具体采用下述步骤：
5.根据权利要求4所述一种海上风电虚拟惯性控制方法，其特征在于，步骤s21具体为：
【专利技术属性】
技术研发人员：李泰，刘逸飞，李梦婕，马佳浩，钱贾伟，成梁，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：
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