[发明专利]一种柔性合环系统的控制优化方法

权利要求书

1.一种柔性合环系统的控制优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：分别获取柔性合环系统两交流侧电压、电流的变化量，分别计算柔性合环系统两交流侧在不同频率电压扰动下的阻抗；

步骤2：根据所述步骤1获取的阻抗与频率的关系型，结合传递函数，分别构建两交流侧的阻抗-频率特性曲线的函数模型，并计算函数模型的各零点对应的实际阻尼值；

当实际阻尼值大于标准阻尼值时，柔性合环系统处于最优控制状态，完成优化过程；

当实际阻尼值小于等于标准阻尼值时，重新设置参考阻尼值，执行步骤3-4；

步骤3：根据设置的参考阻尼值对多振荡模态控制器中的参数进行优化，使多振荡模态控制器的幅频和相频特性满足柔性合环系统运行要求；

其中，所述多振荡模态控制器包括数个并联的相同结构的支路，所述支路包括串联的带通滤波器、超前滞后补偿器、比例放大器；所述支路对应柔性合环系统的一个弱阻尼振荡模态；所述多振荡模态控制器输出的电流作为柔性合环系统中电流内环的输入；

步骤4：采集并网点的电压、电流，根据柔性合环系统弱阻尼振荡模态的频率，通过所述步骤3优化后的多振荡模态控制器对柔性合环系统的两交流侧阻抗进行重塑，返回执行步骤1。

2.如权利要求1所述的柔性合环系统的控制优化方法，其特征在于，所述标准阻尼值为根据实际情况实际需求的阻尼值；所述参考阻尼值大于等于所述标准阻尼值，当每次重新设置参考阻尼值时，重新设置参考阻尼值大于前一次设置的参考阻尼值。

3.如权利要求1所述的柔性合环系统的控制优化方法，其特征在于，所述步骤1中分别计算柔性合环系统两交流侧在不同频率电压扰动下的阻抗的具体步骤如下：

步骤11：在柔性合环系统的交流侧分别注入不同频率的串联电压；

步骤12：获取柔性合环系统的交流侧在串联电压扰动下的响应电流；

步骤13：根据如下公式计算柔性合环系统的交流侧的阻抗：

其中，Z表示柔性合环系统的某一交流侧在dq坐标系下的阻抗矩阵，Z_dd和Z_qq分别代表d轴和q轴上电压电流之比得到的dq阻抗，Z_dq和Z_qd表示由dq轴之间的耦合作用产生的等效阻抗。

4.如权利要求1所述的柔性合环系统的控制优化方法，其特征在于，所述步骤2中根据所述步骤1获取的阻抗与频率的关系型，结合传递函数，分别构建两交流侧的阻抗-频率特性曲线的函数模型，具体为：

分别绘制阻抗矩阵行列式的实部与虚部随频率变化的曲线图，将传递函数与曲线图拟合得到阻抗矩阵行列式的表达式：

D(s)＝det(Z)＝Z_ddZ_qq-Z_dqZ_qd

其中，D(s)表示阻抗矩阵Z的阻抗矩阵行列式，即为函数模型，Z_dd和Z_qq分别代表d轴和q轴上电压电流之比得到的dq阻抗，Z_dq和Z_qd表示由dq轴之间的耦合作用产生的等效阻抗。

5.如权利要求1或2所述的柔性合环系统的控制优化方法，其特征在于，所述步骤3的具体步骤如下：

步骤31：设定参数T_i1、T_i2、K_gi的边界，给定T_i1、T_i2、K_gi的初值，

其中，T_i1为超前环节的时间常数，T_i2为滞后环节的时间常数，K_gi为比例放大控制器的放大倍数；

步骤32：对T_i1、T_i2、K_gi进行优化，获取边界范围内的最优T_i1、T_i2、K_gi。

6.如权利要求1所述的柔性合环系统的控制优化方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤如下：

步骤41：采集柔性合环系统两交流侧馈线处的电压，作为多振荡模态控制器的输入信号u_sa，u_sb；

步骤42：带通滤波器通过如下表达式提取输入信号中的振荡信号，作为相位补偿环节的输入信号：

式中G_bi(s)为振荡信号；_i为第i个带通滤波器的中心频率，等于第i个振荡模态的频率；ξ为带通滤波器的阻尼系数；s为拉普拉斯算子；

步骤43：超前滞后补偿器对提取出的振荡信号进行相位补偿，超前滞后补偿器表达式如下，超前滞后补偿器输出信号为比例放大控制器的输入信号：

式中G_gi(s)为相位补偿后的振荡信号；T_i1和T_i2分别为超前、滞后环节的时间常数；s为拉普拉斯算子。

步骤44：比例放大控制器根据放大倍数K_gi，对多振荡模态控制器输出的电流进行调整，返回执行步骤1。