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CN114362170B - 抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法、装置及终端 - Google Patents

抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法、装置及终端 Download PDF

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CN114362170B
CN114362170B CN202210039220.XA CN202210039220A CN114362170B CN 114362170 B CN114362170 B CN 114362170B CN 202210039220 A CN202210039220 A CN 202210039220A CN 114362170 B CN114362170 B CN 114362170B
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North China Electric Power University
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Abstract

本发明提供一种抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法、装置及终端。该方法包括：构建并网电力系统的仿真模型；向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，作为第一控制器参数；若经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡，则在仿真模型中引入次同步振荡控制器，对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统。本发明在第一控制器参数的基础上确定第二控制器参数，将这些参数用于对并网电力系统进行控制，可以同时抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。

Description

抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法、装置及终端
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法、装置及终端。
背景技术
新能源具有无污染的特点，因此被广泛应用于电力系统中。但是随着新能源大规模并网以及电网负荷需求持续增加，电力系统中的低频振荡和次同步振荡问题也相应增多，电力系统的安全稳定运行受到影响。
目前，采用广域信号设计的广域阻尼控制器可以有效抑制区间低频振荡，然而广域阻尼控制器的控制效果会受到时滞影响。此外，目前的低频振荡抑制方式没有考虑到电力系统中出现次同步振荡时如何同时进行抑制。
发明内容
本发明提供了一种抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法、装置及终端，以解决难以同时抑制电力系统中低频振荡和次同步振荡的问题。
第一方面，本发明提供了一种抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法，包括：
构建并网电力系统的仿真模型；并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器；
向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数；
将第一控制器参数应用于仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡；
若经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡，则在仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；
使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统，以抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。
在一种可能的实现方式中，以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以第一目标函数最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优；第一目标函数为：
其中，fw(t)表示双馈风电机组的风机出口母线处的有功功率频率，fN表示电网额定频率，μi表示第i个低频振荡模态的权重，ξi表示第i个低频振荡模态的阻尼比，M表示仿真模型在不加入次同步振荡控制器时的阻尼比加权和，kp1min表示次同步振荡振荡控制器的增益最小值，kp1max表示次同步振荡振荡控制器的增益最大值，ki1表示次同步振荡振荡控制器的积分参数，ki1min表示次同步振荡振荡控制器的积分最小值，ki1max表示次同步振荡振荡控制器的积分最大值。
在一种可能的实现方式中，以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标，基于遗传算法对次同步振荡控制器的参数进行寻优。
在一种可能的实现方式中，确定所述低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数，包括：
对仿真模型进行振荡模态分析，确定进行抑制的低频振荡模态；
分析低频振荡模态的可观性，确定低频振荡控制器的反馈信号；
将反馈信号施加于低频振荡控制器，以所有低频振荡模态的阻尼比达到最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优，得到第一控制器参数。
在一种可能的实现方式中，以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以第二目标函数最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优；第二目标函数为：
其中，μi表示第i个低频振荡模态的权重，ξi表示第i个低频振荡模态的阻尼比，kp2表示低频振荡控制器的增益参数，kp2min表示低频振荡控制器的增益最小值，kp2max表示低频振荡控制器的增益最大值，ki2表示低频振荡控制器的积分参数，ki2min表示低频振荡控制器的积分最小值，ki2max表示低频振荡控制器的积分最大值。
在一种可能的实现方式中，以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标，基于遗传算法对低频振荡控制器的参数进行寻优。
第二方面，本发明提供了一种抑制低频振荡和次同步振荡的控制装置，包括：
构建模块，用于构建并网电力系统的仿真模型；并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器；
第一参数确定模块，用于向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数；
检测模块，用于将第一控制器参数应用于仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡；
第二参数确定模块，用于在经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡时，在仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率接近电网额定频率为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；
控制模块，用于使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统，以抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。
第三方面，本发明提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所示的抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所示的方法的步骤。
本发明提供一种抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法、装置及终端，该方法包括：构建并网电力系统的仿真模型；并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器；向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数；将第一控制器参数应用于仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡；若经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡，则在仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统，以抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。本发明在第一控制器参数的基础上确定第二控制器参数，将这些参数用于对并网电力系统进行控制，可以同时抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法的实现流程图；
图2是本发明实施例中并网电力系统的连接关系图；
图3是本发明实施例中并网电力系统中低频振荡的振荡模态图；
图4是本发明实施例提供的抑制低频振荡和次同步振荡的控制装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法的实现流程图，详述如下：
步骤101，构建并网电力系统的仿真模型；并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器。
在本实施例中，仿真模型可以采用电力系统仿真计算软件Dig SILENT构建，低频振荡控制器可以是广域阻尼控制器。广域阻尼控制器会在仿真模型中引入广域信号，更利于控制区间低频振荡，但于广域信号返回控制器的过程在实际中存在时滞，可能会降低次同步振荡的稳定性，因此需要考虑对低频振荡和次同步振荡进行统一控制。
步骤102，向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数。
在本实施例中，向仿真模型施加扰动后使仿真模型中出现低频振荡，然后对仿真模型中的低频振荡进行控制，进行后续控制。
步骤103，将第一控制器参数应用于仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡。
在本实施例中，如果经第一控制器参数作用后的仿真模型中不存在次同步振荡，则不需要进行后续计算，可以直接将第一控制器参数用于控制并网电力系统。
步骤104，若经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡，则在仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数。
在本实施例中，在第一控制器参数的基础上加入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行整定，可以综合协调两种振荡模态，使其既能抑制次同步振荡同时对原低频振荡抑制不会产生副作用。
步骤105，使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统，以抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。
在本实施例中，第一控制器参数和第二控制器参数用于共同对并网电力系统进行控制，同时对并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡进行抑制。
在一些实施例中，以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以第一目标函数最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优；第一目标函数为：
其中，fw(t)表示双馈风电机组的风机出口母线处的有功功率频率，fN表示电网额定频率，μi表示第i个低频振荡模态的权重，ξi表示第i个低频振荡模态的阻尼比，M表示仿真模型在不加入次同步振荡控制器时的阻尼比加权和，kp1min表示次同步振荡振荡控制器的增益最小值，kp1max表示次同步振荡振荡控制器的增益最大值，ki1表示次同步振荡振荡控制器的积分参数，ki1min表示次同步振荡振荡控制器的积分最小值，ki1max表示次同步振荡振荡控制器的积分最大值。
在本实施例中，双馈风电机组的风机出口母线处的有功功率频率越接近电网额定频率，则说明电网受到低频振荡和次同步振荡的影响越小。对双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差在时间维度上进行积分，可以保证在低频振荡和次同步振荡发生的时间段内电网受到的影响较低。
在一些实施例中，以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标，基于遗传算法对次同步振荡控制器的参数进行寻优。
在本实施例中，遗传算法将问题的求解过程转换成类似生物进化中的染色体基因的交叉、变异等过程。在求解较为复杂的多目标优化问题时，通常能够较快地获得较好的优化结果。
在一些实施例中，确定所述低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数，包括：
对仿真模型进行振荡模态分析，确定进行抑制的低频振荡模态；
分析低频振荡模态的可观性，确定低频振荡控制器的反馈信号；
将反馈信号施加于低频振荡控制器，以所有低频振荡模态的阻尼比达到最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优，得到第一控制器参数。
在本实施例中，仿真模型中的低频振荡具有多重振荡模态，其中振荡频率越低对电力系统的危害越大，因此应选择其振荡频率最低的振荡模态进行抑制，以实现最优的抑制效果。
在一些实施例中，以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以第二目标函数最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优；第二目标函数为：
其中，μi表示第i个低频振荡模态的权重，ξi表示第i个低频振荡模态的阻尼比，ko2表示低频振荡控制器的增益参数，ko2min表示低频振荡控制器的增益最小值，kp2max表示低频振荡控制器的增益最大值，ki2表示低频振荡控制器的积分参数，ki2min表示低频振荡控制器的积分最小值，ki2max表示低频振荡控制器的积分最大值。
在本实施例中，低频振荡模态的阻尼比越大，低频振荡收到的抑制就越强。
在一些实施例中，以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标，基于遗传算法对低频振荡控制器的参数进行寻优。
在本实施例中，还可以使用粒子群算法、蚁群算法等智能寻优算法求解低频振荡控制器和次同步振荡控制器的参数。
在一个具体的实施例中，将双馈风机并入如图2所示的39节点电网，在12s时使线路4-14发生短路事件，在12.1s清除短路。具体步骤如下：
(1)根据模态分析选取待控制的弱阻尼低频区间振荡模态，新英格兰10机39节点系统的低频振荡模式见表1。
表1新英格兰10机39节点系统低频振荡模式
其中模式SM9阻尼比较小，且其振荡频率最低，为0.6753Hz，因此将SM9作为广域阻尼控制的主要抑制对象。
(2)根据该模态的可观性选取控制信号。
模式SM9的振荡模态图如图3所示。从图中可以看出，SM9是G1相对于G2～G10的区间振荡模式，其中G1的转速作为参考向量，G9转速的幅值仅次于G1，相位为-175.44°因此选择G1和G9的转速差Δω19作为广域阻尼控制器的反馈信号。
(3)根据目标函数整定低频振荡控制器参数。
其中μi为各低频振荡模式的权重系数，ξi为各低频振荡模式的阻尼比，kp、ki为低频振荡控制器参数。
根据遗传算法计算得到的低频控制器参数如表2。
表2广域附加阻尼控制器参数
Kp -15
Ki 0.5
(4)检测低频振荡控制器投入之后系统是否含有次同步频率，若有，则开启第二通道，启动次同步振荡抑制模式，根据目标函数寻找最优参数。
其中fw(t)为风机出口母线处的有功功率频率，fN为电网额定频率，M为未加次同步控制器时，系统的阻尼比加权和，即kp、ki为次同步振荡控制器参数。
根据遗传算法计算，次同步控制器参数结果如下表3。
表3抑制次同步振荡通道阻尼控制器参数
Kp -17.5
Ki 0.55
分别对比无控制、低频振荡控制器控制、使用低频振荡控制器和次同步振荡控制器综合控制电力系统后电力系统的运行状况，可知在不加控制时，系统中仅出现了低频振荡，加入了低频振荡控制器后，系统中的低频振荡有所抑制，但是激发了次同步振荡，当加入了次同步振荡控制时，系统中的低频振荡和次同步振荡均有缓解，由此可见本发明的有效性和可行性。
本发明实施例提供的抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法包括：构建并网电力系统的仿真模型；并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器；向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数；将第一控制器参数应用于仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡；若经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡，则在仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统，以抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。本发明在第一控制器参数的基础上确定第二控制器参数，将这些参数用于对并网电力系统进行控制，可以同时抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图4示出了本发明实施例提供的抑制低频振荡和次同步振荡的控制装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图4所示，抑制低频振荡和次同步振荡的控制装置4包括：
构建模块41，用于构建并网电力系统的仿真模型；并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器；
第一参数确定模块42，用于向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数；
检测模块43，用于将第一控制器参数应用于仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡；
第二参数确定模块44，用于在经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡时，在仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率接近电网额定频率为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；
控制模块45，用于使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统，以抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。
在一些实施例中，第二参数确定模块44具体用于：
以第一目标函数最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优；第一目标函数为：
其中，fw(t)表示风机出口母线处的有功功率频率，fN表示电网额定频率，M表示仿真模型在不加入次同步振荡控制器时的阻尼比加权和，kp1min表示次同步振荡振荡控制器的增益最小值，kp1max表示次同步振荡振荡控制器的增益最大值，ki1表示次同步振荡振荡控制器的积分参数，ki1min表示次同步振荡振荡控制器的积分最小值，ki1max表示次同步振荡振荡控制器的积分最大值。
在一些实施例中，第二参数确定模块44具体用于：
以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标，基于遗传算法对次同步振荡控制器的参数进行寻优。
在一些实施例中，第一参数确定模块42具体用于：
对仿真模型进行振荡模态分析，确定进行抑制的低频振荡模态；
分析低频振荡模态的可观性，确定低频振荡控制器的反馈信号；
将反馈信号施加于低频振荡控制器，以所有低频振荡模态的阻尼比达到最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优，得到第一控制器参数。
在一些实施例中，第一参数确定模块42具体用于：
以第二目标函数最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优；第二目标函数为：
其中，μi表示第i个低频振荡模态的权重，ξi表示第i个低频振荡模态的阻尼比，kp2表示低频振荡控制器的增益参数，kp2min表示低频振荡控制器的增益最小值，kp2max表示低频振荡控制器的增益最大值，ki2表示低频振荡控制器的积分参数，ki2min表示低频振荡控制器的积分最小值，ki2max表示低频振荡控制器的积分最大值。
在一些实施例中，第一参数确定模块42具体用于：
以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标，基于遗传算法对低频振荡控制器的参数进行寻优。
本发明实施例提供的抑制低频振荡和次同步振荡的控制装置包括：构建模块，用于构建并网电力系统的仿真模型；并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器；第一参数确定模块，用于向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数；检测模块，用于将第一控制器参数应用于仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡；第二参数确定模块，用于在经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡时，在仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率接近电网额定频率为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；控制模块，用于使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统，以抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。本发明在第一控制器参数的基础上确定第二控制器参数，将这些参数用于对并网电力系统进行控制，可以同时抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡。
图5是本发明实施例提供的终端的示意图。如图5所示，该实施例的终端5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法实施例中的步骤。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端5中的执行过程。
所述终端5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端5可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端5的示例，并不构成对终端5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述终端5的内部存储单元，例如终端5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端5的外部存储设备，例如所述终端5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法，其特征在于，包括：构建并网电力系统的仿真模型；并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器；向仿真模型施加扰动，并确定低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数；将第一控制器参数应用于仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡；若经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡，则在仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；使用第一控制器参数和第二控制器参数控制并网电力系统，以抑制并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡；
所述以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以第一目标函数最小为目标对所述次同步振荡控制器的参数进行寻优；所述第一目标函数为：
其中，fw(t)表示所述双馈风电机组的风机出口母线处的有功功率频率，fN表示电网额定频率，μi表示第i个低频振荡模态的权重，ξi表示第i个低频振荡模态的阻尼比，M表示所述仿真模型在不加入所述次同步振荡控制器时的阻尼比加权和，kp1min表示所述次同步振荡振荡控制器的增益最小值，kp1max表示所述次同步振荡振荡控制器的增益最大值，ki1表示所述次同步振荡振荡控制器的积分参数，ki1min表示所述次同步振荡振荡控制器的积分最小值，ki1max表示所述次同步振荡振荡控制器的积分最大值；
所述确定所述低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数，包括：
对所述仿真模型进行振荡模态分析，确定进行抑制的低频振荡模态；
分析所述低频振荡模态的可观性，确定所述低频振荡控制器的反馈信号；
将所述反馈信号施加于所述低频振荡控制器，以所有低频振荡模态的阻尼比达到最大为目标对所述低频振荡控制器的参数进行寻优，得到第一控制器参数；
所述以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标对所述低频振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以第二目标函数最大为目标对所述低频振荡控制器的参数进行寻优；所述第二目标函数为：
其中，μi表示第i个低频振荡模态的权重，ξi表示第i个低频振荡模态的阻尼比，kp2表示所述低频振荡控制器的增益参数，kp2min表示所述低频振荡控制器的增益最小值，kp2max表示所述低频振荡控制器的增益最大值，ki2表示所述低频振荡控制器的积分参数，ki2min表示所述低频振荡控制器的积分最小值，ki2max表示所述低频振荡控制器的积分最大值。
2.根据权利要求1所述的抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法，其特征在于，所述以双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标对次同步振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以所述双馈风电机组的风机出口母线处的频率与电网额定频率之差的积分最小为目标，基于遗传算法对所述次同步振荡控制器的参数进行寻优。
3.根据权利要求1所述的抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法，其特征在于，所述以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标对所述低频振荡控制器的参数进行寻优，包括：
以所有低频振荡模态的阻尼比之和最大为目标，基于遗传算法对所述低频振荡控制器的参数进行寻优。
4.一种抑制低频振荡和次同步振荡的控制装置，其特征在于，包括：
构建模块，用于构建并网电力系统的仿真模型；所述并网电力系统包括双馈风电机组和低频振荡控制器；
第一参数确定模块，用于向所述仿真模型施加扰动，并确定所述低频振荡控制器对施加扰动后的仿真模型中的低频振荡进行抑制的参数，并将该参数作为第一控制器参数；
检测模块，用于将所述第一控制器参数应用于所述仿真模型，并检测经第一控制器参数作用后的仿真模型中是否存在次同步振荡；
第二参数确定模块，用于在经第一控制器参数作用后的仿真模型中存在次同步振荡时，在所述仿真模型中引入次同步振荡控制器，并以所述双馈风电机组的风机出口母线处的频率接近电网额定频率为目标对所述次同步振荡控制器的参数进行寻优，得到第二控制器参数；
控制模块，用于使用所述第一控制器参数和所述第二控制器参数控制所述并网电力系统，以抑制所述并网电力系统中的低频振荡和次同步振荡；
所述第二参数确定模块具体用于：
以第一目标函数最小为目标对所述次同步振荡控制器的参数进行寻优；所述第一目标函数为：
其中，fw(t)表示风机出口母线处的有功功率频率，fN表示电网额定频率，M表示所述仿真模型在不加入所述次同步振荡控制器时的阻尼比加权和，kp1min表示所述次同步振荡振荡控制器的增益最小值，kp1max表示所述次同步振荡振荡控制器的增益最大值，ki1表示所述次同步振荡振荡控制器的积分参数，ki1min表示所述次同步振荡振荡控制器的积分最小值，ki1max表示所述次同步振荡振荡控制器的积分最大值；
第一参数确定模块具体用于：
对仿真模型进行振荡模态分析，确定进行抑制的低频振荡模态；
分析低频振荡模态的可观性，确定低频振荡控制器的反馈信号；
将反馈信号施加于低频振荡控制器，以所有低频振荡模态的阻尼比达到最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优，得到第一控制器参数；
第一参数确定模块具体用于：
以第二目标函数最大为目标对低频振荡控制器的参数进行寻优；第二目标函数为：
其中，μi表示第i个低频振荡模态的权重，ξi表示第i个低频振荡模态的阻尼比，kp2表示低频振荡控制器的增益参数，kp2min表示低频振荡控制器的增益最小值，kp2max表示低频振荡控制器的增益最大值，ki2表示低频振荡控制器的积分参数，ki2min表示低频振荡控制器的积分最小值，ki2max表示低频振荡控制器的积分最大值。
5.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至3中任一项所述抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至3中任一项所述抑制低频振荡和次同步振荡的控制方法的步骤。
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