自同步风机阻尼控制策略的制定方法、系统、设备及介质与流程

本发明属于自同步双馈风机并网稳定性分析，具体涉及一种自同步风机阻尼控制策略的制定方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、自同步控制风机的并网方案，具备一定程度上实现电网电压主动支撑，主动提供电网电动势；具备虚拟惯量，功角特性，提供惯量支持；在电网故障下能够较长时间下的并网运行，并能提供电压、频率的支撑；可以提供阻尼，避免振荡的产生，提高系统稳定性的优势，成为未来极具竞争力的备选方案之一。但不同并网场景需要适配的自同步控制方案，同时可能存在相应的并网稳定性问题。

2、自同步控制风机采用的是电网组建型(grid-forming)控制方式，是对传统同步机内电势相位运动及其基本惯量、阻尼特性的直接模拟。采用grid-forming控制方法的分布式电源(distributed power，dg)可以根据系统电压幅值和频率的波动，凭借自身的惯性和阻尼进行调节，能够一定程度上维持电网电压和频率稳定。

3、目前，基于惯性功率的控制策略采用模拟同步机转子运动而实现的自同步，使机组自然具备类似的调频调压以及惯性和阻尼特性，适应范围较广。而基于功率下垂特性自同步策略为有差控制，难以复现发电机转子所蕴含的内在转动惯量，多用于微源或微网当中；基于同步机电磁特性的自同步策略模拟同步机动力学特性，但在风力发电领域的应用较少，且多用于永磁同步风机的研究。

4、因此，针对大规模双馈风机的应用，多选用基于惯性功率控制的自同步策略，从而实现惯量支撑、电压支撑等优势。但是，针对自同步风机实际落地的实现过程中，其应用于复杂并网场景可能引起的稳定性问题亟待更深入的探究。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种自同步风机阻尼控制策略的制定方法，包括：

2、将通过修改系统模型中振荡影响因素对应的控制参数作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第一控制策略；

3、将在系统模型中添加附加阻尼支路作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第二控制策略；

4、其中，所述系统模型为基于连接串补电容的自同步双馈风机与串补线路并网的模型。

5、优选的，所述将通过修改系统模型中振荡影响因素对应的控制参数作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第一控制策略，包括：

6、根据振荡影响因素，确定系统模型中每个振荡影响因素分别对应的控制参数；

7、根据各个所述控制参数，通过系统小扰动场景下的仿真验证，确定所述系统模型中自同步双馈风机阻尼的变化和所述自同步双馈风机阻尼的变化对应的系统模型的稳定性；

8、基于所述系统模型的稳定性，将通过修改所述系统模型中振荡影响因素对应的控制参数作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第一控制策略。

9、优选的，所述振荡影响因素至少包括下述中的一种或多种变量：转子侧和网侧变换器输出电压的相位、转子侧和网侧变换器输出电压的幅值、系统模型端电压的相位和系统模型端电压的幅值。

10、优选的，所述转子侧变换器输出电压的相位和幅值对应的控制参数包括下述中的一种或多种：速度控制环pi调节参数、端电压环pi调节参数和虚拟惯量控制参数。

11、优选的，所述网侧变换器输出电压的相位和幅值对应的控制参数为：电容电压控制环pi调节参数。

12、优选的，所述根据各个所述控制参数，通过系统小扰动场景下的仿真验证，确定所述系统模型中自同步双馈风机阻尼的变化和所述自同步双馈风机阻尼的变化对应的系统模型的稳定性，包括：

13、根据各个所述控制参数，当所述电容电压控制环pi调节参数控制带宽小于第一预设值时，通过系统小扰动场景下的仿真验证，得出所述自同步双馈风机的负阻尼变小，且所述系统模型稳定；

14、根据各个所述控制参数，当所述端电压环pi调节参数控制带宽大于第二预设值时，通过系统小扰动场景下的仿真验证，得出所述自同步双馈风机的负阻尼变小，且所述系统模型稳定；

15、根据各个所述控制参数，当所述速度控制环pi调节参数小于第三预设值时，通过系统小扰动场景下的仿真验证，得出所述自同步双馈风机的负阻尼变小，且所述系统模型稳定；

16、根据各个所述控制参数，当所述虚拟惯量控制参数的小于第四预设值时，通过系统小扰动场景下的仿真验证，得出所述自同步双馈风机的负阻尼变小，且所述系统模型稳定。

17、优选的，所述将在系统模型中添加附加阻尼支路作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第二控制策略，包括：

18、将在所述系统模型串联具有预设正阻尼的超前滞后校正器，作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第二控制策略；

19、其中，所述超前滞后校正器串联于网侧变换器电容电压环的频率放大环节和频率积分环节之间。

20、基于同一发明构思，本发明提供一种自同步风机阻尼控制策略的制定系统，包括：

21、第一策略制定模块，用于将通过修改系统模型中振荡影响因素对应的控制参数作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第一控制策略；

22、第二策略制定模块，用于将在系统模型中添加附加阻尼支路作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第二控制策略；

23、其中，所述系统模型为基于连接串补电容的自同步双馈风机与串补线路并网的模型。

24、优选的，所述第一策略制定模块具体用于：

25、根据振荡影响因素，确定系统模型中每个振荡影响因素分别对应的控制参数；

26、根据各个所述控制参数，通过系统小扰动场景下的仿真验证，确定所述系统模型中自同步双馈风机阻尼的变化和所述自同步双馈风机阻尼的变化对应的系统模型的稳定性；

27、基于所述系统模型的稳定性，将通过修改所述系统模型中振荡影响因素对应的控制参数作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第一控制策略。

28、优选的，所述第一策略制定模块中的振荡影响因素至少包括下述中的一种或多种变量：转子侧和网侧变换器输出电压的相位、转子侧和网侧变换器输出电压的幅值、系统模型端电压的相位和系统模型端电压的幅值。

29、优选的，所述第一策略制定模块中的转子侧变换器输出电压的相位和幅值对应的控制参数包括下述中的一种或多种：速度控制环pi调节参数、端电压环pi调节参数和虚拟惯量控制参数。

30、优选的，所述第一策略制定模块中的网侧变换器输出电压的相位和幅值对应的控制参数为：电容电压控制环pi调节参数。

31、优选的，所述第一策略制定模块中的根据各个所述控制参数，通过系统小扰动场景下的仿真验证，确定所述系统模型中自同步双馈风机阻尼的变化和所述自同步双馈风机阻尼的变化对应的系统模型的稳定性，包括：

32、根据各个所述控制参数，当所述电容电压控制环pi调节参数控制带宽小于第一预设值时，通过系统小扰动场景下的仿真验证，得出所述自同步双馈风机的负阻尼变小，且所述系统模型稳定；

33、根据各个所述控制参数，当所述端电压环pi调节参数控制带宽大于第二预设值时，通过系统小扰动场景下的仿真验证，得出所述自同步双馈风机的负阻尼变小，且所述系统模型稳定；

34、根据各个所述控制参数，当所述速度控制环pi调节参数小于第三预设值时，通过系统小扰动场景下的仿真验证，得出所述自同步双馈风机的负阻尼变小，且所述系统模型稳定；

35、根据各个所述控制参数，当所述虚拟惯量控制参数的小于第四预设值时，通过系统小扰动场景下的仿真验证，得出所述自同步双馈风机的负阻尼变小，且所述系统模型稳定。

36、优选的，所述第二策略制定模块具体用于：

37、将在所述系统模型串联具有预设正阻尼的超前滞后校正器，作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第二控制策略；

38、其中，所述超前滞后校正器串联于网侧变换器电容电压环的频率放大环节和频率积分环节之间。

39、基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；

40、存储器，用于存储一个或多个程序；

41、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的一种自同步风机阻尼控制策略的制定方法。

42、基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的一种自同步风机阻尼控制策略的制定方法。

43、与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

44、本发明提供一种自同步风机阻尼控制策略的制定方法、系统、设备及介质，包括：将通过修改系统模型中振荡影响因素对应的控制参数作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第一控制策略；将在系统模型中添加附加阻尼支路作为对所述系统模型中的自同步双馈风机阻尼的第二控制策略；其中，所述系统模型为基于连接串补电容的自同步双馈风机与串补线路并网的模型。根据所述第一控制策略，通过修改自同步双馈风机中的控制参数对所述自同步双馈风机的阻尼进行控制；或根据所述第二控制策略，通过在自同步双馈风机中添加具有预设正阻尼的超前滞后校正器，对所述自同步双馈风机阻尼进行控制，从而提高自同步双馈风机运行的稳定性，有效缓解大规模自同步双馈风机并网可能造成的系统稳定性等问题。