1.本发明属于高比例新能源风电并网电力系统阻尼控制技术领域，尤其涉及一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法。
背景技术：2.近年来，随着风力发电技术的飞速发展，双馈感应发电机dfig已被广泛使用。高比例风电并网容易引起电力系统的低频振荡，严重影响电力系统的安全稳定运行。
3.当电网发生低频振荡时，如果不能有效抑制振荡，将会严重影响电网的安全运行。双馈感应发电机dfig的随机性也加剧了系统的振荡，并会由此而导致严重的后果，给电网带来很大的不安全隐患。
4.因此，含双馈感应发电机dfig的互联电网的阻尼控制方面的研发，就成为本领域技术研发人员非常关注的问题。
技术实现要素：5.针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法。其目的是为了实现在现有系统中使用双馈感应发电机dfig为电网功率振荡提供阻尼，将为阻尼控制提供一种新的方法，以有效的抑制电网低频振荡，提高电网安全性的发明目的。
6.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
7.一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，包括以下步骤：
8.步骤1.构建滑动面；
9.步骤2.设计扩展状态观测器，用来对所构建的滑动面进行估算；
10.步骤3.利用扩展状态观测器设计h
∞
方程；
11.步骤4.根据h
∞
方程设计控制率。
12.更进一步的，所述构建滑动面，是利用系统状态方程进行微分变形，得到系统模型并构造分数阶滑动面。
13.更进一步的，所述设计扩展状态观测器，用来对所构建的滑动面进行估算，是使用扩展状态观测器eso估计模型误差和外部干扰以及不确定因素，以实现非线性模型的动态补偿线性化。
14.更进一步的，所述根据h
∞
设计控制率，是基于扩展状态观测器eso，分数阶滑模变结构控制理论h
∞
，设计双馈感应发电机dfig的低频振荡阻尼控制器。
15.更进一步的，所述构建滑动面，包括；
16.含风机的电力系统数学模型为：
17.[0018][0019]
式中：ω为角频率，为第i台发电机的角频率的导数，ωi为第i台发电机的角频率，ω0为同步角频率,为第i台发电机功角的导数，pm为机械功率，p
mi
为第i台发电机的机械功率,p
ei
为i节点功率，p
eb
为支路功率，p
eb1
为同步机i所在支路功率，p
eb2
为风机所在支路功率，a为节点支路关联矩阵，pw为风机功率，p
wj
为风机i功率，di为阻尼系数，hi为惯性时间常数；
[0020]
滑动面为：
[0021][0022][0023][0024][0025]
式中：s1为切换函数1，s2为切换函数2，s3为切换函数3，为切换函数1的导数，为切换函数2的导数，为切换函数3的导数，ci为常数，δi为发电机i的功角，ciδδi为功角变化量与常数的乘积，di为常数,是δδ的α阶微分，为δωi的α阶微分，为角频率的导数，为的α阶微分，v为切换函数3的导数，为ω的二阶导数，为ω的二阶导数的α阶微分，ω0为同步角频率，hi为惯性时间常数，a2为节点支路关联矩阵中的元素，a4为节点支路关联矩阵中的元素，ψ
sq
为定子q轴磁链，ξlslr为漏感因子与转子漏感、定子漏感的乘积，u
dr
为转子d轴电压，
△
u1为扰动项，β为di为阻尼系数，hi为惯性时间常数，为常数与角频率导数的乘积。
[0026]
更进一步的，所述设计扩展状态观测器，用来对所构建的滑动面进行估算，包括：
[0027]
二阶扩展状态观测器用于估计式(6)中的m，n和as3：
[0028][0029]
式中：为s3的估计变量的导数，为扩张变量的导数，β
01
为调控参数，β
02
为调控参数，zi为s3的估计变量，s3为切换函数3，α1为控制参数，α2为控制参数，δ为控制参数，b0u为控制参数与输入量的乘积；
[0030]
取控制量：
[0031]
u＝(-z2+v)/b0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0032]
式中：u为控制量，z2为扩张变量，用于估计v-b0u，b0为控制参数；
[0033][0034]
式中：e，α，δ为控制变量；sign为符号函数；δ》0，0《α《1。
[0035]
更进一步的，所述利用扩展状态观测器设计h
∞
方程，包括：
[0036]
根据步骤2中的扩展状态观测器方程，可以得到：
[0037][0038]
式中：b1＝[0 0 b0]
t
，b2＝[0 0 d1]
t
，c＝[1 0 0]，s＝[s
1 s
2 s3]
t
，
[0039]
式中：a为状态转移矩阵，为切换函数的导数，as为状态转移矩阵与切换函数所构成的矩阵的乘积，b1u0为控制参数与输入量的乘积，b2w为扰动项，y为输出量，cs为常数与切换函数的乘积，b1为控制参数，b2为控制参数，c为常数，s为切换函数所组成的矩阵，s1为切换函数1，s2为切换函数2，s3为切换函数3；
[0040]
根据系统抗扰和阻尼能力，通过调节b1求解riccati方程：
[0041][0042]
式中：a
t
为状态转移矩阵的转置，p为riccati方程的变量，pa为riccati方程的变量与状态转移矩阵的乘积，b2为控制参数矩阵，b
2t
为控制参数矩阵的转置，b
1t
为控制参数所组成的矩阵的转置，c1为常数矩阵，c
1t
为常数矩阵的转置。
[0043]
更进一步的，所述根据h
∞
方程设计控制率，包括：
[0044]
根据riccati方程的解p＝p
*
，控制率设计如下：
[0045]
u0＝-b2p
*sꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0046]
式中：p
*
为riccati方程的非负解，u0为控制率，b2为控制参数，s为切换函数；
[0047]
将扩展状态观测器与h
∞
得到的控制率结合，可以得到控制率为：
[0048]
u＝(-z
2-b2p
*
s)/b0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0049]
式中：z2为扩张变量，b2为控制参数矩阵，p
*
为riccati方程的非负解，s为切换函数所组成的矩阵，b0为控制参数。
[0050]
一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法的步骤。
[0051]
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法的步骤。
[0052]
本发明具有以下有益效果及优点：
[0053]
本发明提供了一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法。能够在现有系统中使用双馈感应发电机dfig为电网功率振荡提供阻尼，有效的抑制电网低频振荡，使电网安全性得到显著的提高。利用本发明能够立即抑制振荡，并且恢复过程平稳，调节时间短，能够迅速恢复到平稳状态，有效地抑制功率振荡。当电网发生故障时，双馈感应发电机dfig的电磁转矩变化减小，有效降低对风机转子系统机械结构的影响，延长机械系统的使用寿命。
[0054]
本发明控制器还具有良好动态性能和强大的鲁棒性，易于工程实现，能够有效的维护电力系统的安全稳定运行。
附图说明
[0055]
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0056]
图1是本发明含双馈感应发电机dfig的四机系统示意图；
[0057]
图2是本发明联络线功率曲线图；
[0058]
图3是本发明g3的有功功率曲线；
[0059]
图4是本发明双馈风机的电磁转矩曲线；
[0060]
图5是本发明联络线功率曲线图；
[0061]
图6是本发明g3的有功功率曲线；
[0062]
图7是本发明双馈风机的电磁转矩曲线。
具体实施方式
[0063]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0064]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0065]
下面参照图1-图7描述本发明一些实施例的技术方案。
[0066]
实施例1
[0067]
本发明提供了一个实施例，是一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法。
[0068]
本发明以广域量测信号作为输入，将分数阶滑模控制与h
∞
结合，并利用扩展状态观测器对模型误差及外部干扰进行估计，设计了一种基于广域量测的高比例风电并网电力系统的低频振荡阻尼的控制方法。
[0069]
首先，利用系统状态方程进行微分变形，得到系统模型并构造分数阶滑动面。其次，使用扩展状态观测器eso估计模型误差和外部干扰以及不确定因素，以实现非线性模型的动态补偿线性化。第三，选择h
∞
方程。最后，基于扩展状态观测器eso，分数阶滑模变结构控制理论-h
∞
，设计了双馈感应发电机dfig的低频振荡阻尼控制器。
[0070]
本发明一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，包括以下步骤：
[0071]
步骤1.构建滑动面。状态变量达到滑动面时，将以指数趋近方式达到稳定点。
[0072]
本发明具体是利用系统状态方程进行微分变形，以得到系统模型并构造分数阶滑动面。
[0073]
含风机的电力系统数学模型为：
[0074][0075][0076]
式中：ω为角频率，为第i台发电机的角频率的导数，ωi为第i台发电机的角频率，ω0为同步角频率,为第i台发电机功角的导数，pm为机械功率，p
mi
为第i台发电机的机械功率,p
ei
为i节点功率，p
eb
为支路功率，p
eb1
为同步机i所在支路功率，p
eb2
为风机所在支路功率，a为节点支路关联矩阵，pw为风机功率，p
wj
为风机i功率，di为阻尼系数，hi为惯性时间常数；
[0077]
所述滑动面为：
[0078][0079]
[0080][0081][0082]
式中：s1为切换函数1，s2为切换函数2，s3为切换函数3，为切换函数1的导数，为切换函数2的导数，为切换函数3的导数，ci为常数，δi为发电机i的功角，ciδδi为功角变化量与常数的乘积，di为常数,是δδ的α阶微分，为δωi的α阶微分，为角频率的导数，为的α阶微分，v为切换函数3的导数，为ω的二阶导数，为ω的二阶导数的α阶微分，ω0为同步角频率，hi为惯性时间常数，a2为节点支路关联矩阵中的元素，a4为节点支路关联矩阵中的元素，ψ
sq
为定子q轴磁链，ξlslr为漏感因子与转子漏感、定子漏感的乘积，u
dr
为转子d轴电压，
△
u1为扰动项，β为di为阻尼系数，hi为惯性时间常数，为常数与角频率导数的乘积。
[0083]
步骤2.设计扩展状态观测器，用来对所构建的滑动面进行估算；
[0084]
具体是，使用扩展状态观测器eso估计模型误差和外部干扰以及不确定因素，以实现非线性模型的动态补偿线性化。
[0085]
所述扩展状态观测器可以对不确定的变量和参数进行估计，并且可以消除并补偿扰动。步骤1中所构建的滑动面中含有不确定的变量和参数，可以利用扩展状态观测器对其进行估计。
[0086]
二阶扩展状态观测器用于估计式(6)中的m，n和as3。
[0087][0088]
式中：为s3的估计变量的导数，为扩张变量的导数，β
01
为调控参数，β
02
为调控参数，zi为s3的估计变量，s3为切换函数3，α1为控制参数，α2为控制参数，δ为控制参数，b0u为控制参数与输入量的乘积；
[0089]
取控制量：
[0090]
u＝(-z2+v)/b0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0091]
式中：u为控制量，z2为扩张变量，用于估计v-b0u，b0为控制参数。
[0092][0093]
式中：e，α，δ为控制变量；sign为符号函数；δ》0，0《α《1。
[0094]
步骤3.利用扩展状态观测器的方程式设计h
∞
方程。
[0095]
利用h
∞
设计输出反馈，使得系统闭环稳定，在扩展状态观测器对系统的不确定参数进行估计后，利用h
∞
对系统进行约束，使得系统稳定。
[0096]
根据步骤2中的扩展状态观测器方程，可以得到：
[0097][0098]
式中：b1＝[0 0 b0]
t
，b2＝[0 0 d1]
t
，c＝[1 0 0]，s＝[s
1 s
2 s3]
t
，
[0099]
式中：a为状态转移矩阵，为切换函数的导数，as为状态转移矩阵与切换函数所构成的矩阵的乘积，b1u0为控制参数与输入量的乘积，b2w为扰动项，y为输出量，cs为常数与切换函数的乘积，b1为控制参数，b2为控制参数，c为常数，s为切换函数所组成的矩阵，s1为切换函数1，s2为切换函数2，s3为切换函数3；
[0100]
根据系统抗扰和阻尼能力，通过调节b1求解riccati方程：
[0101][0102]
式中：a
t
为状态转移矩阵的转置，p为riccati方程的变量，pa为riccati方程的变量与状态转移矩阵的乘积，b2为控制参数矩阵，b
2t
为控制参数矩阵的转置，b
1t
为控制参数所组成的矩阵的转置，c1为常数矩阵，c
1t
为常数矩阵的转置。
[0103]
步骤4.根据h
∞
设计控制率。
[0104]
利用h
∞
设计控制率的目的是设计输出反馈，需要利用h
∞
方程进行参数求解，在此基础上与扩展状态观测器得到的控制率结合，得到本控制方法最终的控制率，在此控制率的作用下，系统将达到稳定。
[0105]
本发明基于扩展状态观测器eso，分数阶滑模变结构控制理论h
∞
，设计双馈感应发电机dfig的低频振荡阻尼控制器。
[0106]
根据riccati方程的解p＝p
*
，控制率设计如下：
[0107]
u0＝-b2p
*sꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0108]
式中：p
*
为riccati方程的非负解，u0为控制率，b2为控制参数，s为切换函数。
[0109]
将扩展状态观测器与h
∞
得到的控制率结合，可以得到控制率为：
[0110]
u＝(-z
2-b2p
*
s)/b0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0111]
式中：z2为扩张变量，b2为控制参数矩阵，p
*
为riccati方程的非负解，s为切换函数所组成的矩阵，b0为控制参数。
[0112]
实施例2
[0113]
本发明又提供了一个实施例，是一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法。
[0114]
为了验证本发明的有效性，本发明在simulink中搭建了含双馈感应发电机dfig的四机系统，如图1所示，图1是本发明含双馈感应发电机dfig的四机系统示意图。
[0115]
设2s时，母线101上的三相故障持续100ms，将本发明与pss的控制效果对比，结果如图2-图4所示。
[0116]
其中，图2是本发明联络线功率曲线图。
[0117]
在所提控制方法的作用下，联络线的有功功率振荡得到了有效抑制，且振荡抑制效果优于pss。可以使用所提控制方法立即抑制振荡，恢复过程平稳，调节时间短，能够迅速恢复到平稳状态。与传统的pss相比，本发明控制器能够有效地控制功率振荡。
[0118]
其中，图3是本发明g3的有功功率曲线。
[0119]
在所提控制器的作用下，同步电机的有功功率振荡得到了有效抑制，且振荡抑制效果优于pss。可以使用所提控制器立即抑制振荡，恢复过程平稳，调节时间短，能够迅速恢复到平稳状态。与传统的pss相比，本发明控制器能够有效地控制功率振荡。
[0120]
其中，图4是本发明双馈风机的电磁转矩曲线。
[0121]
与传统pss相比，在该控制器的作用下，当电网发生故障时，dfig的电磁转矩变化减小，有效降低了对风机转子系统机械结构的影响，延长了机械系统的使用寿命。
[0122]
由图2-图4可知，在本发明的作用下，联络线和同步电机的有功功率振荡得到了有效抑制，且振荡抑制效果优于pss。在同样的条件下，可以使用本发明立即抑制振荡，恢复过程平稳，调节时间短，能够迅速恢复到平稳状态。
[0123]
与传统的pss相比，本发明能够有效地抑制功率振荡。
[0124]
此外，在本发明的作用下，当电网发生故障时，双馈感应发电机dfig的电磁转矩变化减小，有效降低了对风机转子系统机械结构的影响，延长了机械系统的使用寿命。
[0125]
实施例3
[0126]
本发明又提供了一个实施例，是一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法。
[0127]
当第2s时，g1的输入功率参考值减少0.1p.u.。将本发明与pss的控制效果对比，结果如图5-图7所示。
[0128]
其中，图5是本发明联络线功率曲线图。
[0129]
在所提控制方法的作用下，联络线的有功功率振荡得到了有效抑制，且振荡抑制效果优于pss。可以使用所提控制方法立即抑制振荡，恢复过程平稳，调节时间短，能够迅速恢复到平稳状态。与传统的pss相比，本发明控制器能够有效地控制功率振荡。
[0130]
其中，图6是本发明g3的有功功率曲线。
[0131]
在所提控制器的作用下，同步电机的有功功率振荡得到了有效抑制，且振荡抑制效果优于pss。可以使用所提控制器立即抑制振荡，恢复过程平稳，调节时间短，能够迅速恢复到平稳状态。与传统的pss相比，本发明控制器能够有效地控制功率振荡。
[0132]
其中，图7是本发明双馈风机的电磁转矩曲线。
[0133]
与传统pss相比，在该控制器的作用下，当电网发生小扰动时，dfig的电磁转矩变化减小，有效降低了对风机转子系统机械结构的影响，延长了机械系统的使用寿命。
[0134]
实施例4
[0135]
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：
[0136]
存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序。
[0137]
所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1或2或3所述的任意一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法的步骤。
[0138]
实施例5
[0139]
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质。
[0140]
所述计算机存储介质上存有计算机程序。
[0141]
所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1或2或3所述的任意一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法的步骤。
[0142]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0143]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0144]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0145]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0146]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
技术特征：1.一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1.构建滑动面；步骤2.设计扩展状态观测器，用来对所构建的滑动面进行估算；步骤3.利用扩展状态观测器设计h
∞
方程；步骤4.根据h
∞
方程设计控制率。2.根据权利要求1所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，其特征是：所述构建滑动面，是利用系统状态方程进行微分变形，得到系统模型并构造分数阶滑动面。3.根据权利要求1所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，其特征是：所述设计扩展状态观测器，用来对所构建的滑动面进行估算，是使用扩展状态观测器eso估计模型误差和外部干扰以及不确定因素，以实现非线性模型的动态补偿线性化。4.根据权利要求1所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，其特征是：所述根据h
∞
设计控制率，是基于扩展状态观测器eso，分数阶滑模变结构控制理论h
∞
，设计双馈感应发电机dfig的低频振荡阻尼控制器。5.根据权利要求1所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，其特征是：所述构建滑动面，包括；含风机的电力系统数学模型为：含风机的电力系统数学模型为：式中：ω为角频率，为第i台发电机的角频率的导数，ω
i
为第i台发电机的角频率，ω0为同步角频率,为第i台发电机功角的导数，p
m
为机械功率，p
mi
为第i台发电机的机械功率,p
ei
为i节点功率，p
eb
为支路功率，p
eb1
为同步机i所在支路功率，p
eb2
为风机所在支路功率，a为节点支路关联矩阵，p
w
为风机功率，p
wj
为风机i功率，d
i
为阻尼系数，h
i
为惯性时间常数；滑动面为：滑动面为：
式中：s1为切换函数1，s2为切换函数2，s3为切换函数3，为切换函数1的导数，为切换函数2的导数，为切换函数3的导数，c
i
为常数，δ
i
为发电机i的功角，c
i
δδ
i
为功角变化量与常数的乘积，d
i
为常数,是δδ的α阶微分，为δω
i
的α阶微分，为角频率的导数，为的α阶微分，v为切换函数3的导数，为ω的二阶导数，为ω的二阶导数的α阶微分，ω0为同步角频率，h
i
为惯性时间常数，a2为节点支路关联矩阵中的元素，a4为节点支路关联矩阵中的元素，ψ
sq
为定子q轴磁链，ξl
s
l
r
为漏感因子与转子漏感、定子漏感的乘积，u
dr
为转子d轴电压，
△
u1为扰动项，β为d
i
为阻尼系数，h
i
为惯性时间常数，为常数与角频率导数的乘积。6.根据权利要求1或5所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，其特征是：所述设计扩展状态观测器，用来对所构建的滑动面进行估算，包括：二阶扩展状态观测器用于估计式(6)中的m，n和as3：式中：为s3的估计变量的导数，为扩张变量的导数，β
01
为调控参数，β
02
为调控参数，z
i
为s3的估计变量，s3为切换函数3，α1为控制参数，α2为控制参数，δ为控制参数，b0u为控制参数与输入量的乘积；取控制量：u＝(-z2+v)/b0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)式中：u为控制量，z2为扩张变量，用于估计v-b0u，b0为控制参数；式中：e，α，δ为控制变量；sign为符号函数；δ>0，0<α<1。7.根据权利要求1所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，其特征是：所述利用扩展状态观测器设计h
∞
方程，包括：根据步骤2中的扩展状态观测器方程，可以得到：
式中：b1＝[0 0 b0]
t
，b2＝[0 0 d1]
t
，c＝[1 0 0]，s＝[s
1 s
2 s3]
t
，式中：a为状态转移矩阵，为切换函数的导数，as为状态转移矩阵与切换函数所构成的矩阵的乘积，b1u0为控制参数与输入量的乘积，b2w为扰动项，y为输出量，cs为常数与切换函数的乘积，b1为控制参数，b2为控制参数，c为常数，s为切换函数所组成的矩阵，s1为切换函数1，s2为切换函数2，s3为切换函数3；根据系统抗扰和阻尼能力，通过调节b1求解riccati方程：式中：a
t
为状态转移矩阵的转置，p为riccati方程的变量，pa为riccati方程的变量与状态转移矩阵的乘积，b2为控制参数矩阵，b
2t
为控制参数矩阵的转置，b
1t
为控制参数所组成的矩阵的转置，c1为常数矩阵，c
1t
为常数矩阵的转置。8.根据权利要求1所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法，其特征是：所述根据h
∞
方程设计控制率，包括：根据riccati方程的解p＝p
*
，控制率设计如下：u0＝-b2p
*
s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)式中：p
*
为riccati方程的非负解，u0为控制率，b2为控制参数，s为切换函数；将扩展状态观测器与h
∞
得到的控制率结合，可以得到控制率为：u＝(-z
2-b2p
*
s)/b0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)式中：z2为扩张变量，b2为控制参数矩阵，p
*
为riccati方程的非负解，s为切换函数所组成的矩阵，b0为控制参数。9.一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一权利要求所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法的步骤。10.一种计算机存储介质，其特征是：所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一权利要求所述的一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法的步骤。
技术总结本发明属于高比例新能源风电并网电力系统阻尼控制技术领域，尤其涉及一种基于广域量测的高比例风电并网低频振荡阻尼控制方法。本发明包括以下步骤：步骤1.构建滑动面；步骤2.设计扩展状态观测器，用来对所构建的滑动面进行估算；步骤3.利用扩展状态观测器设计H
技术研发人员：张艳军 刘劲松 刘铖 王刚 杨璐羽 蔡国伟 范维 段方维 杨滢璇 刘芮彤 刘闯 刁硕 殷鹏
受保护的技术使用者：国网辽宁省电力有限公司 东北电力大学 国家电网有限公司
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/11/1
