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      確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法和系統(tǒng)

      1146   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來(lái)源:中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司  
      2024-06-17 09:51:04

      權(quán)利要求書(shū): 

      1.一種確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法,其特征在于,所述方法包括:步驟1、以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型;


      步驟2、基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型;

      步驟3、對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型;

      步驟4、根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn);

      步驟5、根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型包括:設(shè)置控制器部分和系統(tǒng)部分之間的交互變量為Δu和Δy,其表達(dá)式為:T

      Δu=[Δu1Δu2]式1T

      Δy=[Δy1Δy2]式2

      其中,交互變量Δu和Δy均為包含兩元素的列向量,u1、u2為Δu的兩個(gè)元素,y1、y2為Δy的兩個(gè)元素,u1、u2、y1和y2代表的物理量根據(jù)不同的控制器安裝地點(diǎn)和控制特性確定;

      在兩輸入兩輸出模型下,系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:式中,gi,j(s)為系統(tǒng)部分的傳遞函數(shù),y1和y2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸出變量,u1和u2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸入變量,1≤i,j≤2;

      在兩輸入兩輸出模型下,控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:式中,hi,j(s)為控制部分的傳遞函數(shù),y1和y2為控制器部分兩個(gè)輸入變量,u1和u2為控制器部分兩個(gè)輸出變量,hi,j(s)中包含待確定的控制器的參數(shù),1≤i,j≤2。

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型包括:當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),根據(jù)系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型,提取出λ0對(duì)應(yīng)的次超同步振蕩模式后,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,其表達(dá)式為:基于所述系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型和所述控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,根據(jù)2s+ds+k確定次超同步振蕩回路,以K(s)為前饋通道,建立反映兩對(duì)輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型,其中, d=?

      2ξ0, ki,j(s)為前饋通道的傳遞函數(shù),ξ0為衰減系數(shù),ω0為振蕩頻率,d為振蕩回路阻尼系數(shù),k為振蕩回路同步系數(shù)。

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型包括:基于所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型中的系統(tǒng)部分第二傳遞函數(shù)模型和控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,當(dāng)系統(tǒng)部分輸出變量的解非零時(shí),根據(jù)矩陣?yán)碚摽傻茫菏街校?br />
      由式6可得:

      2

      s+ds+k=T(s)式7

      將式7作為綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型。

      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn)包括:根據(jù)所述單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型,當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),將s=λ0代入式7可得:2

      s+ds+k=T(λ0)式8

      在所述雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中選擇不同的控制器的擬安裝地點(diǎn),根據(jù)式8計(jì)算T(λ0),并將|T(λ0)|最大處作為控制器的安裝地點(diǎn)。

      6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)包括:當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn),且系統(tǒng)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式λg=ξg+jωg時(shí),將s=λg代入式6可得:對(duì)式9求解確定控制器的參數(shù)。

      7.一種確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括:第一模型單元,其用于以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型;

      第二模型單元,其用于基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型;

      第三模型單元,其用于對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型;

      第一計(jì)算單元,其用于根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn);

      第二計(jì)算單元,其用于根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)。

      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第一模型單元以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型包括:設(shè)置控制器部分和系統(tǒng)部分之間的交互變量為Δu和Δy,其表達(dá)式為:TΔu=[Δu1Δu2]式1T  Δy=[Δy1Δy2]式2其中,交互變量Δu和Δy均為包含兩元素的列向量,u1、u2為Δu的兩個(gè)元素,y1、y2為Δy的兩個(gè)元素,u1、u2、y1和y2代表的物理量根據(jù)不同的控制器安裝地點(diǎn)和控制特性確定;

      在兩輸入兩輸出模型下,系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:式中,gi,j(s)為系統(tǒng)部分的傳遞函數(shù),y1和y2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸出變量,u1和u2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸入變量,1≤i,j≤2;

      在兩輸入兩輸出模型下,控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:式中,hi,j(s)為控制部分的傳遞函數(shù),y1和y2為控制器部分兩個(gè)輸入變量,u1和u2為控制器部分兩個(gè)輸出變量,hi,j(s)中包含待確定的控制器的參數(shù),1≤i,j≤2。

      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第二模型單元基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型包括:當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),根據(jù)系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型,提取出λ0對(duì)應(yīng)的次超同步振蕩模式后,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,其表達(dá)式為:基于所述系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型和所述控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,根據(jù)2s+ds+k確定次超同步振蕩回路,以K(s)為前饋通道,建立反映兩對(duì)輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型,其中, d=?2ξ0, ki,j(s)為前饋通道的傳遞函數(shù),ξ0為衰減系數(shù),ω0為振蕩頻率,d為振蕩回路阻尼系數(shù),k為振蕩回路同步系數(shù)。

      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第三模型單元對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型包括:基于所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型中的系統(tǒng)部分第二傳遞函數(shù)模型和控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,當(dāng)系統(tǒng)部分輸出變量的解非零時(shí),根據(jù)矩陣?yán)碚摽傻茫菏街校?br />
      由式6可得:2s+ds+k=T(s)式7將式7作為綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型。

      11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第一計(jì)算單元根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn)包括:根據(jù)所述單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型,當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),將s=λ0代入式7可得:2s+ds+k=T(λ0)式8

      在所述雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中選擇不同的控制器的擬安裝地點(diǎn),根據(jù)式8計(jì)算T(λ0),并將|T(λ0)|最大處作為控制器的安裝地點(diǎn)。

      12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第二計(jì)算單元根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)包括:當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn),且系統(tǒng)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式λ=ε+jω時(shí),將s=λ代入式6可得:對(duì)式9求解確定控制器的參數(shù)。

      說(shuō)明書(shū): 確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及電力控制技術(shù)領(lǐng)域,并且更具體地,涉及一種確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法和系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002] 隨著新能源、直流等電力電子設(shè)備的廣泛接入,電力系統(tǒng)穩(wěn)定性不再局限于傳統(tǒng)的工頻和機(jī)電時(shí)間尺度,電磁動(dòng)態(tài)凸顯,導(dǎo)致頻率范圍擴(kuò)展到寬頻帶的電磁振蕩現(xiàn)象,按照頻率所處區(qū)間可細(xì)分為次超同步和諧波振蕩兩個(gè)子類(lèi)。[0003] 次超同步振蕩發(fā)生時(shí),電網(wǎng)電壓/電流中將出現(xiàn)頻率在數(shù)Hz至兩倍工頻范圍的非特征分量,不利條件下會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)乃至超過(guò)工頻分量,最終導(dǎo)致機(jī)組跳閘甚至損壞、危及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。[0004] 傳統(tǒng)的同步機(jī)組由于其結(jié)構(gòu)和參數(shù)特性(高質(zhì)量機(jī)械轉(zhuǎn)子、較大時(shí)間常數(shù)和較窄通頻帶)使得它對(duì)來(lái)自電網(wǎng)的高頻動(dòng)態(tài)不敏感;而電力電子設(shè)備,特別是具有高調(diào)制頻率、寬頻帶耦合的風(fēng)電、光伏變流器及近期柔直中廣泛引用模塊化多電平變流器則對(duì)包括中高頻在內(nèi)的寬頻動(dòng)態(tài)反應(yīng)靈敏,更兼自身常配備中高頻濾波電路,它們及其與電網(wǎng)之間的相互作用可能導(dǎo)致頻率從百Hz到超千Hz的非特征次諧波振蕩、放大和不穩(wěn)定,造成諧波過(guò)壓、過(guò)流乃至更嚴(yán)重的電能質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題。[0005] 為保證高比例電力電子設(shè)備電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,需要在新能源設(shè)備、直流換流站、FACTS等設(shè)備上加裝振蕩控制器,準(zhǔn)確度高、工程實(shí)用性強(qiáng)的控制器設(shè)計(jì)方法至關(guān)重要。發(fā)明內(nèi)容[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)電力系統(tǒng)存在新能源、直流等電力電子設(shè)備的接入時(shí),次超同步振蕩導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法,所述方法包括:[0007] 步驟1、以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型;[0008] 步驟2、基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型;[0009] 步驟3、對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型;[0010] 步驟4、根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn);[0011] 步驟5、根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)。[0012] 進(jìn)一步地,所述以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型包括:[0013] 設(shè)置控制器部分和系統(tǒng)部分之間的交互變量為Δu和Δy,其表達(dá)式為:[0014] Δu=[Δu1Δu2]T式1[0015] Δy=[Δy1Δy2]T式2[0016] 其中,交互變量Δu和Δy均為包含兩元素的列向量,u1、u2為Δu的兩個(gè)元素,y1、y2為Δy的兩個(gè)元素,u1、u2、y1和y2代表的物理量根據(jù)不同的控制器安裝地點(diǎn)和控制特性確定;[0017] 在兩輸入兩輸出模型下,系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:[0018][0019] 式中,gi,j(s)為在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),y1和y2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸出變量,u1和u2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸入變量,1≤i,j≤2;[0020] 在兩輸入兩輸出模型下,控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:[0021][0022] 式中,hi,j(s)為在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),y1和y2為控制器部分兩個(gè)輸入變量,u1和u2為控制器部分兩個(gè)輸出變量,hi,j(s)中包含待確定的控制器的參數(shù),1≤i,j≤2。[0023] 進(jìn)一步地,所述基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型包括:[0024] 當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),根據(jù)系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型,提取出λ0對(duì)應(yīng)的次超同步振蕩模式后,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,其表達(dá)式為:[0025][0026] 基于所述系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型和所述控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,2根據(jù)s+ds+k確定次超同步振蕩回路,以K(s)為前饋通道,建立反映兩對(duì)輸入輸出變量之間交 互 影 響的 互 聯(lián) 系 統(tǒng)的 廣 義 P h i l l i p s ? H ef f r o n 模 型 ,其中 ,d=?2ξ0, ki,j(s)為前饋通道在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),ξ0為衰減系數(shù),ω0為振蕩頻率,d為振蕩回路阻尼系數(shù),k為振蕩回路同步系數(shù)。

      [0027] 進(jìn)一步地,對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型包括:[0028] 基于所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型中的系統(tǒng)部分第二傳遞函數(shù)模型和控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,當(dāng)系統(tǒng)部分輸出變量的解非零時(shí),根據(jù)矩陣?yán)碚摽傻茫篬0029][0030] 式中,[0031] 由式6可得:[0032] s2+ds+k=T(s)式7[0033] 將式7作為綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型。[0034] 進(jìn)一步地,根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn)包括:[0035] 根據(jù)所述單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型,當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),將s=λ0代入式7可得:[0036] s2+ds+k=T(λ0)式8[0037] 在所述雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中選擇不同的控制器的擬安裝地點(diǎn),根據(jù)式8計(jì)算T(λ0),并將|T(λ0)|最大處作為控制器的安裝地點(diǎn)。[0038] 進(jìn)一步地,根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)包括:[0039] 當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn),且系統(tǒng)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式λ=ε+jω時(shí),將s=λ代入式6可得:[0040][0041] 對(duì)式9求解確定控制器的參數(shù)。[0042] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明提供一種次超同步確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:[0043] 第一模型單元,其用于以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型;[0044] 第二模型單元,其用于基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型;[0045] 第三模型單元,其用于對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型;[0046] 第一計(jì)算單元,其用于根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn);[0047] 第二計(jì)算單元,其用于根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)。[0048] 進(jìn)一步地,所述第一模型單元以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型包括:[0049] 設(shè)置控制器部分和系統(tǒng)部分之間的交互變量為Δu和Δy,其表達(dá)式為:[0050] Δu=[Δu1Δu2]T式1[0051] Δy=[Δy1Δy2]T式2[0052] 其中,交互變量Δu和Δy均為包含兩元素的列向量,u1、u2為Δu的兩個(gè)元素,y1、y2為Δy的兩個(gè)元素,u1、u2、y1和y2代表的物理量根據(jù)不同的控制器安裝地點(diǎn)和控制特性確定;[0053] 在兩輸入兩輸出模型下,系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:[0054][0055] 式中,gi,j(s)為在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),y1和y2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸出變量,u1和u2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸入變量,1≤i,j≤2;[0056] 在兩輸入兩輸出模型下,控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:[0057][0058] 式中,hi,j(s)為在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),y1和y2為控制器部分兩個(gè)輸入變量,u1和u2為控制器部分兩個(gè)輸出變量,hi,j(s)中包含待確定的控制器的參數(shù),1≤i,j≤2。[0059] 進(jìn)一步地,所述第二模型單元基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型包括:[0060] 當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),根據(jù)系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型,提取出λ0對(duì)應(yīng)的次超同步振蕩模式后,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,其表達(dá)式為:[0061][0062] 基于所述系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型和所述控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,2根據(jù)s+ds+k確定次超同步振蕩回路,以K(s)為前饋通道,建立反映兩對(duì)輸入輸出變量之間交 互 影 響的 互 聯(lián) 系 統(tǒng)的 廣 義 P h i l l i p s ? H ef f r o n 模 型 ,其中 ,d=?2ξ0, ki,j(s)為前饋通道在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),ξ0為衰減系數(shù),ω0為振蕩頻率,d為振蕩回路阻尼系數(shù),k為振蕩回路同步系數(shù)。

      [0063] 進(jìn)一步地,所述第三模型單元對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型包括:[0064] 基于所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型中的系統(tǒng)部分第二傳遞函數(shù)模型和控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,當(dāng)系統(tǒng)部分輸出變量的解非零時(shí),根據(jù)矩陣?yán)碚摽傻茫篬0065][0066] 式中,[0067] 由式6可得:[0068] s2+ds+k=T(s)式7[0069] 將式7作為綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型。[0070] 進(jìn)一步地,所述第一計(jì)算單元根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn)包括:[0071] 根據(jù)所述單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型,當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),將s=λ0代入式7可得:[0072] s2+ds+k=T(λ0)式8[0073] 在所述雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中選擇不同的控制器的擬安裝地點(diǎn),根據(jù)式8計(jì)算T(λ0),并將|T(λ0)|最大處作為控制器的安裝地點(diǎn)。[0074] 進(jìn)一步地,所述第二計(jì)算單元根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)包括:[0075] 當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn),且系統(tǒng)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式λ=ε+jω時(shí),將s=λ代入式6可得:[0076][0077] 對(duì)式9求解確定控制器的參數(shù)。[0078] 本發(fā)明技術(shù)方案提供的次超同步確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器方法和系統(tǒng)以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型建立雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng);接著基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型;再對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型;最后,根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn),以及根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)。所述方法和系統(tǒng)用于抑制次超同步振蕩的控制器的安裝地點(diǎn)選擇與參數(shù)確定,相比于傳統(tǒng)的特征值計(jì)算法,本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)無(wú)需高階狀態(tài)矩陣的求解,大大減少了計(jì)算量,有較強(qiáng)的工程實(shí)用性。附圖說(shuō)明[0079] 通過(guò)參考下面的附圖,可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施方式:[0080] 圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法的流程圖;[0081] 圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的系統(tǒng)部分和控制器部分互聯(lián)形成的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖;[0082] 圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的系統(tǒng)部分和控制器部分的連接斷開(kāi)的開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖;[0083] 圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的采用攝動(dòng)法求解控制器部分在系統(tǒng)振蕩模式下的傳遞函數(shù)值的原理圖;[0084] 圖5為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式[0085] 現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施方式,然而,本發(fā)明可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施,并且不局限于此處描述的實(shí)施例,提供這些實(shí)施例是為了詳盡地且完全地公開(kāi)本發(fā)明,并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對(duì)于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)語(yǔ)并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中,相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。[0086] 除非另有說(shuō)明,此處使用的術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外,可以理解的是,以通常使用的詞典限定的術(shù)語(yǔ),應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境具有一致的含義,而不應(yīng)該被理解為理想化的或過(guò)于正式的意義。[0087] 圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法的流程圖。如圖1所示,本優(yōu)選實(shí)施方式所述的確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法從步驟101開(kāi)始。[0088] 在步驟101,以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型。對(duì)于在雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中擬安裝的控制器,根據(jù)其物理特性,可以選擇合適的交互變量來(lái)分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型。[0089] 優(yōu)選地,所述以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型包括:[0090] 設(shè)置控制器部分和系統(tǒng)部分之間的交互變量為Δu和Δy,其表達(dá)式為:[0091] Δu=[Δu1Δu2]T式1[0092] Δy=[Δy1Δy2]T式2[0093] 其中,交互變量Δu和Δy均為包含兩元素的列向量,u1、u2為Δu的兩個(gè)元素,y1、y2為Δy的兩個(gè)元素,u1、u2、y1和y2代表的物理量根據(jù)不同的控制器安裝地點(diǎn)和控制特性確定;[0094] 在兩輸入兩輸出模型下,系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:[0095][0096] 式中,gi,j(s)為在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),y1和y2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸出變量,u1和u2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸入變量,1≤i,j≤2;[0097] 在兩輸入兩輸出模型下,控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:[0098][0099] 式中,hi,j(s)為在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),y1和y2為控制器部分兩個(gè)輸入變量,u1和u2為控制器部分兩個(gè)輸出變量,hi,j(s)中包含待確定的控制器的參數(shù),1≤i,j≤2。[0100] 對(duì)于雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中控制器部分和系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中的傳遞函數(shù)進(jìn)行求解,當(dāng)采用雙饋風(fēng)機(jī)完整的數(shù)學(xué)模型時(shí),系統(tǒng)階數(shù)較高,采用解析法求解是可行的,只是工作量很大且繁瑣;此外,還可以采用攝動(dòng)法,通過(guò)時(shí)域仿真來(lái)求取系統(tǒng)部分與振蕩控制器部分在系統(tǒng)振蕩模式下的傳遞函數(shù)值。[0101] 當(dāng)采用攝動(dòng)法時(shí),對(duì)于系統(tǒng)部分和控制器互聯(lián)形成的閉環(huán)結(jié)構(gòu),首先需要將系統(tǒng)部分和控制器的連接斷開(kāi),形成開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)。[0102] 圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的系統(tǒng)部分和控制器部分互聯(lián)形成的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示,系統(tǒng)部分和控制器通過(guò)連接開(kāi)關(guān)形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)。[0103] 圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的系統(tǒng)部分和控制器部分的連接斷開(kāi)的開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖3所示,系統(tǒng)部分和控制器的連接開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi),成為開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)。[0104] 圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的采用攝動(dòng)法求解控制器部分在系統(tǒng)振蕩模式下的傳遞函數(shù)值的原理圖。如圖4所示,為了保證控制器的穩(wěn)定工況與系統(tǒng)閉環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)相同,在系統(tǒng)部分和控制器部分的連接斷開(kāi)時(shí),將控制器部分的輸入信號(hào)y設(shè)置為穩(wěn)態(tài)值y0;另外,為了得到控制器部分在系統(tǒng)振蕩模式,即頻率fp處的傳遞函數(shù)值,需要在輸入信號(hào)中疊加頻率為fp的正弦信號(hào)Δy(fp)。根據(jù)正弦響應(yīng)原理,系統(tǒng)響應(yīng)平穩(wěn)后,控制器部分的輸出信號(hào)中也會(huì)包含穩(wěn)態(tài)分量u0和頻率為fp的正弦信號(hào)Δu(fp)。通過(guò)濾波將輸出中的正弦信號(hào)Δu(fp)提取出來(lái),并與輸入信號(hào)中的Δy(fp)的幅值與相位進(jìn)行比較,即可得到控制器部分在頻率fp處的傳遞函數(shù)值。采用相同的方法,可以求得系統(tǒng)部分頻率fp處的傳遞函數(shù)值。[0105] 在步驟102,基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型。[0106] 優(yōu)選地,所述基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型包括:[0107] 當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),根據(jù)系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型,提取出λ0對(duì)應(yīng)的次超同步振蕩模式后,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,其表達(dá)式為:[0108][0109] 基于所述系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型和所述控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,2根據(jù)s+ds+k確定次超同步振蕩回路,以K(s)為前饋通道,建立反映兩對(duì)輸入輸出變量之間交 互 影 響的 互 聯(lián) 系 統(tǒng)的 廣 義 P h i l l i p s ? H ef f r o n 模 型 ,其中 ,d=?2ξ0, ki,j(s)為前饋通道在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),ξ0為衰減系數(shù),ω0為振蕩頻率,d為振蕩回路阻尼系數(shù),k為振蕩回路同步系數(shù)。

      [0110] 在此需要說(shuō)明的是,在式3中從矩陣 中提取出 并不2代表在矩陣 中的所有元素分母中都存在s +ds+k項(xiàng),這對(duì)應(yīng)著振蕩模式不會(huì)在每個(gè)環(huán)節(jié)都具有可觀性。但如果λ0=ξ0+jω0是系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,那么在2 2矩陣 中至少會(huì)有一個(gè)元素的分母中包含s+ds+k項(xiàng),對(duì)于分母中沒(méi)有s2+ds+k項(xiàng)的元素,只需要在分子分母中同時(shí)乘以s+ds+k即可。此外,在系統(tǒng)部分的固有振蕩模式下,當(dāng)控制器安裝在系統(tǒng)的不同安裝地點(diǎn)時(shí), 中的傳遞函數(shù)并不相同,對(duì)應(yīng)的, 中的傳遞函數(shù)也不相同。

      [0111] 在步驟103,對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型。[0112] 優(yōu)選地,對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型包括:[0113] 基于所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型中的系統(tǒng)部分第二傳遞函數(shù)模型和控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,當(dāng)系統(tǒng)部分輸出變量的解非零時(shí),根據(jù)矩陣?yán)碚摽傻茫篬0114][0115] 式中,[0116] 由式6可得:[0117] s2+ds+k=T(s)式7[0118] 將式7作為綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型。[0119] 根據(jù)式3和式4可知,將控制器安裝在系統(tǒng)的不同地點(diǎn)時(shí),根據(jù)系統(tǒng)部分和控制器的輸入值和輸出值,kij(s)(i,j=1,2)和hij(s)(i,j=1,2)在對(duì)應(yīng)頻率λ下的值可以由解析法或攝動(dòng)法求出,那么當(dāng)時(shí),則根據(jù)已知的kij(λ)(i,j=1,2)和hij(λ)(i,j=1,2)可確定Rij(λ)(i,j=1,2)值,由于T(s)的解可根據(jù)R11(s),R12(s),R21(s)和R22(s)確定,當(dāng)Rij(λ)(i,j=1,2)值確定時(shí),即得計(jì)算得出T(λ)。

      [0120] 在步驟104,根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn)。[0121] 優(yōu)選地,根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn)包括:[0122] 根據(jù)所述單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型,當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),將s=λ0代入式7可得:[0123] s2+ds+k=T(λ0)式8[0124] 在所述雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中選擇不同的控制器的擬安裝地點(diǎn),根據(jù)式8計(jì)算T(λ0),并將|T(λ0)|最大處作為控制器的安裝地點(diǎn)。[0125] 在步驟105,根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)。[0126] 優(yōu)選地,根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)包括:[0127] 當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn),且系統(tǒng)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式λ=ε+jω時(shí),將s=λ代入式6可得:[0128][0129] 對(duì)式9求解確定控制器的參數(shù)。[0130] 圖5為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的次超同步確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示,本優(yōu)選實(shí)施方式所述系統(tǒng)500包括:[0131] 第一模型單元501,其用于以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型;[0132] 第二模型單元502,其用于基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型;[0133] 第三模型單元503,其用于對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型;[0134] 第一計(jì)算單元504,其用于根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn);[0135] 第二計(jì)算單元505,其用于根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)。[0136] 優(yōu)選地,所述第一模型單元501以控制器與雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)之間的交互變量為輸入輸出變量,分別建立控制器部分和雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)部分的兩輸入兩輸出變量的第一傳遞函數(shù)模型包括:[0137] 設(shè)置控制器部分和系統(tǒng)部分之間的交互變量為Δu和Δy,其表達(dá)式為:[0138] Δu=[Δu1Δu2]T式1[0139] Δy=[Δy1Δy2]T式2[0140] 其中,交互變量Δu和Δy均為包含兩元素的列向量,u1、u2為Δu的兩個(gè)元素,y1、y2為Δy的兩個(gè)元素,u1、u2、y1和y2代表的物理量根據(jù)不同的控制器安裝地點(diǎn)和控制特性確定;[0141] 在兩輸入兩輸出模型下,系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:[0142][0143] 式中,gi,j(s)為在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),y1和y2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸出變量,u1和u2為系統(tǒng)部分兩個(gè)輸入變量,1≤i,j≤2;[0144] 在兩輸入兩輸出模型下,控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型的表達(dá)式為:[0145][0146] 式中,hi,j(s)為在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),y1和y2為控制器部分兩個(gè)輸入變量,u1和u2為控制器部分兩個(gè)輸出變量,hi,j(s)中包含待確定的控制器的參數(shù),1≤i,j≤2。[0147] 優(yōu)選地,所述第二模型單元502基于系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,從系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型中提取相應(yīng)的次超同步振蕩回路,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,并根據(jù)所述次超同步振蕩回路、控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型和系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型建立兩輸入兩輸出變量的系統(tǒng)部分和控制器部分的輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型包括:[0148] 當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),根據(jù)系統(tǒng)部分的第一傳遞函數(shù)模型,提取出λ0對(duì)應(yīng)的次超同步振蕩模式后,生成系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型,其表達(dá)式為:[0149][0150] 基于所述系統(tǒng)部分的第二傳遞函數(shù)模型和所述控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,2根據(jù)s+ds+k確定次超同步振蕩回路,以K(s)為前饋通道,建立反映兩對(duì)輸入輸出變量之間交互影響的互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型,其中,d=?2ξ0, ki,j(s)為前饋通道在系統(tǒng)振蕩模式s下的傳遞函數(shù),ξ0為衰減系數(shù),ω0為振蕩頻率,d為振蕩回路阻尼系數(shù),k為振蕩回路同步系數(shù)。

      [0151] 優(yōu)選地,所述第三模型單元503對(duì)所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型進(jìn)行等價(jià)變換,形成綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型包括:[0152] 基于所述互聯(lián)系統(tǒng)的廣義Phillips?Heffron模型中的系統(tǒng)部分第二傳遞函數(shù)模型和控制器部分的第一傳遞函數(shù)模型,當(dāng)系統(tǒng)部分輸出變量的解非零時(shí),根據(jù)矩陣?yán)碚摽傻茫篬0153][0154] 式中,[0155] 由式6可得:[0156] s2+ds+k=T(s)式7[0157] 將式7作為綜合反映多廣義轉(zhuǎn)矩共同影響的單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型。[0158] 優(yōu)選地,所述第一計(jì)算單元504根據(jù)系統(tǒng)部分的固有振蕩模式,結(jié)合單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的安裝地點(diǎn)包括:[0159] 根據(jù)所述單振蕩回路的廣義Phillips?Heffron模型,當(dāng)系統(tǒng)部分存在固有振蕩模式λ0=ξ0+jω0時(shí),將s=λ0代入式7可得:[0160] s2+ds+k=T(λ0)式8[0161] 在所述雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中選擇不同的控制器的擬安裝地點(diǎn),根據(jù)式8計(jì)算T(λ0),并將|T(λ0)|最大處作為控制器的安裝地點(diǎn)。[0162] 優(yōu)選地,所述第二計(jì)算單元505根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式,當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn)時(shí),結(jié)合所述單振蕩回路形式的廣義Phillips?Heffron模型確定控制器的參數(shù)包括:[0163] 當(dāng)控制器在確定的安裝地點(diǎn),且系統(tǒng)設(shè)置的目標(biāo)次超同步振蕩模式λ=ε+jω時(shí),將s=λ代入式6可得:[0164][0165] 對(duì)式9求解確定控制器的參數(shù)。[0166] 本發(fā)明所述次超同步確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器系統(tǒng)確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)中控制器的安裝地點(diǎn)和控制器的參數(shù)的步驟與本發(fā)明所述次超同步確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器方法采取的步驟相同,并且達(dá)到的技術(shù)效果也相同,此處不再贅述。[0167] 已經(jīng)通過(guò)參考少量實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的,正如附帶的專(zhuān)利權(quán)利要求所限定的,除了本發(fā)明以上公開(kāi)的其他的實(shí)施例等同地落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。[0168] 通常地,在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語(yǔ)都根據(jù)他們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)域的通常含義被解釋?zhuān)窃谄渲斜涣硗饷鞔_地定義。所有的參考“一個(gè)/所述/該[裝置、組件等]”都被開(kāi)放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個(gè)實(shí)例,除非另外明確地說(shuō)明。這里公開(kāi)的任何方法的步驟都沒(méi)必要以公開(kāi)的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行,除非明確地說(shuō)明。[0169] 本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白,本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此,本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且,本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤(pán)存儲(chǔ)器、CD?ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。[0170] 本申請(qǐng)是參照根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器,使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。[0171] 這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中,使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品,該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。[0172] 這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上,使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理,從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。[0173] 最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制,盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換,而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。



      聲明:
      “確定雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)次超同步振蕩控制器的方法和系統(tǒng)” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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