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专利号: 2021104069186
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:设下垂并网逆变器网络中所有逆变器的预设分群数为g,建立逆变器的慢同调模型;

步骤二:结合考虑阻尼的慢同调模型对下垂并网逆变器网络中所有逆变器进行一次分群;

步骤三:结合慢同调模型计算弱连接方式下的分群数r,并获得慢模式σa;

步骤四:当g≤r时,计算g个最小特征值的模态矩阵,当g>r时,计算慢模式σa的模态矩阵;

步骤五:根据模态矩阵的行向量和预设分群数g,采用模糊C均值聚类方法对垂并网逆变器网络中所有逆变器进行第二次分群;

步骤六:将第一次分群后获得的每个群分别与第二次分群后获得的每个群做交集,将每一个交集后的结果作为一个结果集,删除所有结果集中的空集,将剩余的结果集作为最终分群结果;

步骤七:利用聚合方法分别对最终分群结果中的每个群进行等效,使得下垂并网逆变器网络每个群中的多个逆变器等效为单台逆变器,实现模型降阶。

2.根据权利要求1所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,步骤一所述逆变器的慢同调模型为:其中,M为包含惯性时间常数的对角矩阵,δ为虚拟发电机转子角度,K为同步转矩系数,Δ表示线性化。

3.根据权利要求2所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,在慢同调模型中考虑阻尼获得:

其中,D为包含各电源阻尼系数的对角矩阵。

4.根据权利要求3所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,步骤二中对下垂并网逆变器网络中的逆变器进行一次分群的具体方法为:‑1

步骤21:将M D中的元素从小到大依次排列获得[a1,a2,...,an],n为下垂并网逆变器网络中逆变器的数量,

步骤22:计算[a1,a2,...,an]中相邻两个元素之差的绝对值|ai‑ai+1|=Δi,i表示逆变器的编号、且i=1,2,...,(n‑1),ai代表下垂并网逆变器网络中的第i个逆变器bi的阻尼系数,

步骤23:设阈值x,提取Δi>x时Δi对应的逆变器bi,符合提取条件的逆变器总数为p,则将该p个逆变器中第m个逆变器记为bim,m=1,2,...,p,步骤24:将n个逆变器划分在如下p+1个群中:

第一个群[b1,...,bi1]、第二个群[bi1+1,...,bi2]、…、第p+1个群[bip+1,...,bn]。

5.根据权利要求3所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,步骤三中根据弱连接方式计算分群数的具体方法为:‑1

计算M K中的特征值λ,λ的数量为R,并将R个特征值λ从小到大依次排列,‑1

取λr/λr+1最小时的r为弱连接方式下的分群数,λr为M K中的第r个特征值,r为特征值λ的序号。

6.根据权利要求5所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,所述慢模式σa为集合[λ1,...,λr]。

7.根据权利要求5或6所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在‑1

于,根据下式计算M K中的特征值λ:‑1

|λE‑M K|=0,

其中,E为单位矩阵,| |表示矩阵的行列式。

8.根据权利要求5所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,步骤四中,计算g个最小特征值的模态矩阵Vg的具体方法为:‑1

取M K中的前g个特征值,分别将每个特征值代入下式,获得g个n×1阶特征向量,‑1

|λE‑M K|,

按照从小到大的顺序将g个n×1阶特征向量进行排序,获得n×g阶矩阵作为模态矩阵Vg。

9.根据权利要求6或8所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,步骤四中,计算慢模式σa的模态矩阵Va的具体方法为:将慢模式σa中每个特征值分别代入下式,获得r个n×1阶特征向量,‑1

|λE‑M K|,

按照从小到大的顺序将r个n×1阶特征向量进行排序,获得n×r阶矩阵作为模态矩阵Va。

10.根据权利要求1所述的适用于下垂并网逆变器网络的模型降阶方法,其特征在于,以最终分群结果中的任意一个群为例,该群中有N个元素,步骤七中利用聚合方法对该群进行等效的具体方法为:

根据下式计算所述群有功功率下垂方程的等值增益系数kpeq:根据下式计算所述群等值低通滤波时间常数τpeq:根据下式计算所述群电压环PI控制条件下、等值比例系数Kpueq和等值积分系数Kuueq:根据下式计算所述群等值滤波电容Cfeq:根据下式计算所述群等值虚拟电感Lveq:根据下式计算所述群等值滤波电感Lfeq:根据下式计算所述群电流环PI控制条件下、等值比例系数Kpieq和等值积分系数Kiieq:根据下式计算所述群等值网侧滤波电感Lteq、等值线路电阻Rleq和等值线路电感Lleq其中,kpj为群中第j个元素有功功率下垂方程的增益系数,τpj为群中第j个元素的低通滤波时间常数,Kpuj和Kuuj分别为群中第j个元素电压环PI控制条件下的比例系数和积分系数,Cfj为群中第j个元素的滤波电容,γj为第j个元素的加权系数,Lfj和Lvj分别为群中第j个元素的滤波电感和虚拟电感,Kpij和Kiij分别为群中第j个元素电流环PI控制条件下的比例系数和积分系数,Ltj、Rlj和Llj分别为群中第j个元素的网侧滤波电感、线路电阻和线路电感。