[发明专利]基于线性自抗扰控制策略的可控串补次同步振荡抑制方法

权利要求书

1.一种基于线性自抗扰控制策略的可控串补次同步振荡抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用动态相量法对可控串补进行数学建模，利用动态向量法的原理及微分特性，以TCSC的电容电压u_C和TCR支路的电感电流i_L做为状态变量进行建模，得到可控串补的动态相量模型；其中TCSC为可控串联补偿装置，TCR为晶闸管可控电抗器；

步骤2、设计线性自抗扰TCSC控制器：将线性自抗扰控制原理应用到可控串补的动态相量模型改变串补度，以输电线路上的功率作为输入量，分别设计线性自抗扰TCSC控制器的线性扩张状态观测器和线性状态误差反馈律，来控制可控串补的串补度；

步骤3、在双馈风电场并网系统中，给系统设置负荷波动、短路故障，利用步骤2所得基于线性自抗扰控制策略的TCSC对振荡进行抑制。

2.根据权利要求1所述的基于线性自抗扰控制策略的可控串补次同步振荡抑制方法，其特征在于，步骤1中，采用动态相量法对可控串补进行数学建模，具体如下：

TCSC的一次主电路由一个固定电容C与TCR支路并联而成，TCR中电抗L与反并联晶闸管串联；流过TCSC的电流为i_l，流过TCR支路的电流为i_L，电容C两端的电压为u_C；

采用动态相量法对可控串补进行数学建模包含以下三个子步骤：

步骤11、以电容电压u_c和TCR支路的电感电流i_L做为状态变量，确定状态方程；

步骤12、针对状态方程，根据动态相量的微分特性得到用动态相量形式表示的TCSC状态方程，对动态相量下的TCSC状态方程进行降阶；

步骤13、将降阶后TCSC状态方程中的相量分解为实部与虚部的形式，得到可控串补的动态相量模型。

3.根据权利要求2所述的基于线性自抗扰控制策略的可控串补次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述步骤11具体为：

以电容电压u_c和TCR支路的电感电流i_L做为状态变量的状态方程写为：

其中，q是晶闸管的状态函数，若晶闸管导通，q＝1，若关断则q＝0。

4.根据权利要求3所述的基于线性自抗扰控制策略的可控串补次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述步骤12具体为：

对状态方程应用动态相量的微分特性，得到用动态相量形式表示的TCSC状态方程：

其中，U_c1和I_L1分别表示电容电压和TCR支路电感电流的基频动态相量；I_l、ω分别表示流入TCSC的电流及对应的电流频率；

由于U_c1相较于I_L1的动态过程长，即进入准稳态较I_L1慢，所以将I_L1的动态过程看作由此得：

其中，L_eff(σ)为TCR支路的晶闸管的导通角为σ时的等效电感；

对动态相量下的状态方程降阶，如下式所示：

其中，C_eff(σ)为TCSC的等效电容。

5.根据权利要求4所述的基于线性自抗扰控制策略的可控串补次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述步骤13具体为：

将降阶后的状态方程中的相量分解为实部与虚部的形式，即U_c＝U_cR+jU_cI，I_l＝I_lR+jI_lI，得到可控串补的动态相量模型为：

将其中的电容用电抗表示，将上式写为：

其中，