[发明专利]基于多变量特征轨迹修正的风电机组并网阻尼控制新方法

权利要求书

1.一种基于多变量频域特征轨迹修正的风电机组次超同步振荡阻尼控制新方法，包括基于多变量频域特征轨迹的单机并网系统的振荡分析、基于特征轨迹修正的阻尼控制、基于特征轨迹的多机并网系统的振荡阻尼控制三个部分。所述方案包括：

单台风电机组扫频阻抗特性，单台风电机组并网系统多变量特征频域轨迹分析及稳定性分析、基于多变量频域特征轨迹的单台风电机组主动阻尼抑制方法；多风电机组并网系统多变量特征频域轨迹分析及稳定性分析、主导风电机组主动阻尼抑制方法。

2.根据权利要求1所述的基于多变量频域特征轨迹的风电机组次超同步振荡阻尼控制新方法，其特征在于，所述根据基于多变量频域特征轨迹的单机并网系统的振荡分析及其阻尼控制，包括：

1)利用导纳扫频方法得到单台风电机组导纳特性Y_s(s)，Y_s(s)为2×2的传递函数方阵,s为复频率变量，s＝a+jω＝a+j2πf，f是频率，a是实部。

2)通过阻抗扫频获取电网侧谐波阻抗特性Z_g(s)，Z_g(s)是并入外电网的频率阻抗模型，其为

其中，L_g是外部电网等值电感，ω₁是工频角频率，ω₁＝2πf₁，f₁是工频50Hz。

阻抗特性是考虑频率耦合的，故而Ys(s)和Zg(s)均为2×2的方阵。

单台风电机组并网系统的闭环传递函数矩阵为

Z_Φ(s)＝Z_g(s)[I+Y_s(s)Z_g(s)]^-1     (2)

可以写出闭环系统的回差矩阵D(s)为

D(s)＝I+Y_s(s)Z_g(s)       (3)

D(s)是一个非奇异矩阵，故必存在一个非奇异矩阵B(s)，使得D(s)可以被相似对角化，称B(s)为轨迹转移矩阵。

D(s)＝B(s)[I+Λ(s)]B^-1(s)      (4)

Λ(s)＝B^-1(s)[Y_s(s)Z_g(s)]B(s)     (5)

针对单台风电机组并网系统，Λ(s)的对角线的元素就是并网系统的特征轨迹函数，其随s变化的曲线就是特征轨迹。

单台风电机组并网系统的稳定性便可以通过两个独立的特征轨迹曲线来表征

Λ(s)＝diag[λ₁(s)，λ₂(s)]       (6)

而λ₁(s),λ₂(s)随s变化的曲线就是特征轨迹，当s＝jω,ω从-∞变到+∞时，通过λ₁(s),λ₂(s)的特征轨迹，便可以判定系统的稳定性。

3)单台风电机组并网系统多变量特征频域轨迹分析及稳定性分析。扫频做出系统回差矩阵的特征轨迹(ω:0→+∞)，观察系统稳定性。假设特征轨迹λ₁(s)或λ₂(s)包围了点(-1,j0)，说明该并网系统是不稳定的，其与单位圆的交点的ω值的频率称为截止频率f_c。即

s_c＝j2π×f_c         (7)