双馈风机经柔直并网系统控制参数的优化方法及系统

1.一种双馈风机经柔直并网系统控制参数的优化方法，其特征在于，包括：将双馈风机经柔直并网系统划分为三个子系统，分别建立所述子系统的状态方程；其中，所述三个子系统包括双馈风机子系统、柔性直流输电子系统和接口子系统；所述双馈风机子系统的状态方程为：其中，A d 为14×14的双馈风机状态矩阵，B d 为14×4的双馈风机输入矩阵，ΔX d 为双馈风机状态变量，ΔU d 为双馈风机输入变量，d/dt表示微分；所述柔性直流输电子系统的状态方程为：其中，A m 为15×15的柔性直流输电子系统状态矩阵，B m 为15×4的柔性直流输电子系统输入矩阵，ΔX m 为柔性直流输电子系统状态变量，ΔU m 为柔性直流输电子系统输入变量；所述接口子系统的状态方程为：其中，θ m 为柔直侧dq坐标系的相位，θ pll 为双馈风机侧锁相环dq坐标系的相位，x为并网点的电压和/或电流，下标d和q分别表示d轴和q轴分量，上标cd表示双馈风机侧锁相环dq坐标系分量，上标cm表示柔性直流输电系统侧锁相环dq坐标系分量，P dm 表示两个dq坐标系变量之间的转换矩阵；根据所述状态方程确定所述双馈风机子系统和柔性直流输电子系统的输出方程，并根据所述状态方程和所述输出方程确定所述双馈风机子系统和柔性直流输电子系统的控制回路输入变量与输出变量之间的传递函数：其中， 通过对三个子系统的状态方程进行化简得到，用于表示控制回路输入变量与输出变量之间的关系， 其中，G d (s)表示双馈风机子系统输入输出变量之间的传递函数，G d11 、G d12 、G d21 、G d22 分别表示传递函数G d (s)的左上角子矩阵、右上角子矩阵、左下角子矩阵、右下角子矩阵，G m (s)表示柔性直流输电子系统输入输出变量之间的传递函数，G m11 、G m12 、G m21 、G m22 分别表示传递函数G m (s)的左上角子矩阵、右上角子矩阵、左下角子矩阵、右下角子矩阵；ΔY d1 表示双馈风机子系统的控制回路输出变量，ΔY m1 表示柔性直流输电子系统的控制回路输出变量；ΔU d1 表示双馈风机子系统的控制回路输入变量；ΔU m1 表示柔性直流输电子系统的控制回路输入变量； 利用所述传递函数计算相对增益矩阵，并根据所述相对增益矩阵得到相应矩阵，所述相应矩阵用于表征不同控制回路之间的交互程度；其中，所述相对增益矩阵Λ的计算公式为：式中，G表示输入输出变量之间的传递函数，j为虚数单位，ω表示角频率，上标T表示转置， 为Hadamard乘积；将双馈风机子系统和柔性直流输电子系统化简后的输入输出变量之间的关系 代入上述相对增益矩阵的计算公式，可得：式中，相应矩阵H＝G d12 G m12 K 12 K 21 /[(G d11 +G d12 K 11 )(G m11 +G m12 K 22 )，用于表征两个子系统控制回路之间的交互程度；利用蒙特卡洛法生成不同控制回路的控制参数组合，遍历计算所述控制参数组合的相应矩阵的F范数，得到相应矩阵的F范数最小的控制参数。 2.根据权利要求1所述的双馈风机经柔直并网系统控制参数的优化方法，其特征在于，所述利用蒙特卡洛法生成不同控制回路的控制参数组合，遍历计算所述控制参数组合的相应矩阵的F范数，得到相应矩阵的F范数最小的控制参数，具体为：利用蒙特卡洛法对所述双馈风机子系统和柔性直流输电子系统中的所有控制参数进行抽样，生成多组可行的控制参数组合；计算稳态下所有控制参数组合对应的相应矩阵的F范数，得到F范数最小的一组控制参数组合，并将其定义为最优控制参数。 3.根据权利要求1所述的双馈风机经柔直并网系统控制参数的优化方法，其特征在于，所述根据所述状态方程和所述输出方程确定所述双馈风机子系统和柔性直流输电子系统的控制回路输入变量与输出变量之间的传递函数；具体为：根据所述状态方程和所述输出方程，得到所述双馈风机子系统和柔性直流输电子系统中输入变量与输出变量之间的传递函数关系；根据所述传递函数关系和所述接口子系统的状态方程，确定所述双馈风机子系统和柔性直流输电子系统的控制回路输入变量与输出变量之间的传递函数。 4.根据权利要求1所述的双馈风机经柔直并网系统控制参数的优化方法，其特征在于，还包括：将有功和无功功率参考值及并网点电流在双馈风机坐标系下的dq分量设置为双馈风机子系统的输入变量，将转子电压dq轴分量和并网点电压在双馈风机坐标系下的dq分量设置为双馈风机子系统的输出变量。 5.根据权利要求1所述的双馈风机经柔直并网系统控制参数的优化方法，其特征在于，还包括：将交流电压参考值和并网点电压在柔性直流输电子系统坐标系下的dq分量作为柔性直流输电子系统的输入变量，将主控制回路输出电压d轴分量和并网点电流在柔性直流输电子系统坐标系下的dq分量为柔性直流输电子系统的输出变量。 6.一种双馈风机经柔直并网系统控制参数的优化系统，其特征在于，包括：并网系统划分单元，用于将双馈风机经柔直并网系统划分为三个子系统，分别建立所述子系统的状态方程；其中，所述三个子系统包括双馈风机子系统、柔性直流输电子系统和接口子系统；所述双馈风机子系统的状态方程为：其中，A d 为14×14的双馈风机状态矩阵，B d 为14×4的双馈风机输入矩阵，ΔX d 为双馈风机状态变量，ΔU d 为双馈风机输入变量，d/dt表示微分；所述柔性直流输电子系统的状态方程为：其中，A m 为15×15的柔性直流输电子系统状态矩阵，B m 为15×4的柔性直流输电子系统输入矩阵，ΔX m 为柔性直流输电子系统状态变量，ΔU m 为柔性直流输电子系统输入变量；所述接口子系统的状态方程为：其中，θ m 为柔直侧dq坐标系的相位，θ pll 为双馈风机侧锁相环dq坐标系的相位，x为并网点的电压和/或电流，下标d和q分别表示d轴和q轴分量，上标cd表示双馈风机侧锁相环dq坐标系分量，上标cm表示柔性直流输电系统侧锁相环dq坐标系分量，P dm 表示两个dq坐标系变量之间的转换矩阵；传递函数确定单元，用于根据所述状态方程确定所述双馈风机子系统和柔性直流输电子系统的输出方程，并根据所述状态方程和所述输出方程确定所述双馈风机子系统和柔性直流输电子系统的控制回路输入变量与输出变量之间的传递函数：其中， 通过对三个子系统的状态方程进行化简得到，用于表示控制回路输入变量与输出变量之间的关系， 其中，G d (s)表示双馈风机子系统输入输出变量之间的传递函数，G d11 、G d12 、G d21 、G d22 分别表示传递函数G d (s)的左上角子矩阵、右上角子矩阵、左下角子矩阵、右下角子矩阵，G m (s)表示柔性直流输电子系统输入输出变量之间的传递函数，G m11 、G m12 、G m21 、G m22 分别表示传递函数G m (s)的左上角子矩阵、右上角子矩阵、左下角子矩阵、右下角子矩阵；ΔY d1 表示双馈风机子系统的控制回路输出变量，ΔY m1 表示柔性直流输电子系统的控制回路输出变量；ΔU d1 表示双馈风机子系统的控制回路输入变量；ΔU m1 表示柔性直流输电子系统的控制回路输入变量； 相应矩阵确定单元，用于利用所述传递函数计算相对增益矩阵，并根据所述相对增益矩阵得到相应矩阵，所述相应矩阵用于表征不同控制回路之间的交互程度；其中，所述相对增益矩阵Λ的计算公式为：式中，G表示输入输出变量之间的传递函数，j为虚数单位，ω表示角频率，上标T表示转置， 为Hadamard乘积；将双馈风机子系统和柔性直流输电子系统化简后的输入输出变量之间的关系 代入上述相对增益矩阵的计算公式，可得：式中，相应矩阵H＝G d12 G m12 K 12 K 21 /[(G d11 +G d12 K 11 )(G m11 +G m12 K 22 )，用于表征两个子系统控制回路之间的交互程度；控制参数优化单元，用于利用蒙特卡洛法生成不同控制回路的控制参数组合，遍历计算所述控制参数组合的相应矩阵的F范数，得到相应矩阵的F范数最小的控制参数。 7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5任一项所述的双馈风机经柔直并网系统控制参数。