權(quán)利要求書： 1.一種用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：將柔性直流輸電系統(tǒng)、直驅(qū)風(fēng)機模型線性化，建立包含全部狀態(tài)變量的經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機小信號模型；

步驟2：設(shè)計機側(cè)和網(wǎng)側(cè)僅采用本側(cè)狀態(tài)量參與反饋的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的控制向量；

步驟3：機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器參數(shù)整定；

步驟4：對機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器進行降階。

2.如權(quán)利要求1所述的用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，其特征在于：機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法使用兩種不同的參考坐標系對所用的電氣量坐標進行變換；柔性直流輸電系統(tǒng)送端控制器基于任一給定的旋轉(zhuǎn)角速度為100πrad/s的旋轉(zhuǎn)坐標系，將此坐標系命名為標準坐標系；當同一電氣量以PCC點電壓Us作為定向參考時，其d、q軸分量的上角標標記有c，無標記則為基于標準坐標系的定向；使用的電氣量符號中，以下角標0表示穩(wěn)態(tài)初值；Δ表示增量。

3.如權(quán)利要求2所述的用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，其特征在于，直驅(qū)風(fēng)機模型線性化的具體步驟如下：將直驅(qū)風(fēng)機的各個部分的數(shù)學(xué)模型進行線性化，線性化模型以標幺值進行計算；交流矢量旋轉(zhuǎn)角速度基值為ωB＝100πrad/s；輸出電流Is以UE的定向為基準的線性化方程如下式(1)，其中usd、usq分別為PCC點電壓Us的d、q軸分量，ued、ueq分別為柔性直流輸電系統(tǒng)送端交流電壓UE的d、q軸分量，isd、isq分別為輸出電流Is基于標準坐標系定向的d、q軸分量；變壓器等效電感L的大小為ls；

PCC點電壓Us的線性化方程如下式(2)，其中濾波電容Cg的值為cg，電阻Rg的值為rg，濾波電感Lg的值為lg；ucd、ucq分別為變流器交流側(cè)出口電壓Uc的d、q軸分量；igd、igq分別為交流側(cè)電流Ig的d、q軸分量；

下式(3)為變流器交流側(cè)的濾波電感Lg的電流Ig的小信號線性化方程；

網(wǎng)側(cè)變流器直流母線小信號方程如下式(4)，其中直流電容Cd的值為cd，Udc為直流電壓：控制器的坐標變換定向角度由鎖相環(huán)提供；鎖相環(huán)比例系數(shù)為kp，鎖相環(huán)積分系數(shù)為ki，建立輔助中間變量Z，由PCC點電壓Us確定的坐標系和送端交流電壓UE確定的坐標系之間定向角度差為θpll，s表示復(fù)頻域下的頻率參數(shù)；鎖相環(huán)線性化方程如下式(5)：直驅(qū)風(fēng)機的網(wǎng)側(cè)變流器控制直流母線的電壓和轉(zhuǎn)子的無功功率，其回路結(jié)構(gòu)分為外環(huán)控制器和內(nèi)環(huán)控制器；外環(huán)控制器控制直流電壓，內(nèi)環(huán)控制器控制電流；d軸外環(huán)指令值為直流電壓指令值Udc*；q軸內(nèi)環(huán)指令值為q軸電流指令值igq*； 為d軸內(nèi)環(huán)指令值，kp1、ki1分別為外環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)；建立輔助中間變量Z1，得到d軸外環(huán)的方程：ucd*為控制器輸出d軸電壓指令值，kp3、ki3分別為d軸內(nèi)環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)，系統(tǒng)的交流矢量旋轉(zhuǎn)角速度初值為ω0，建立輔助中間變量Z3，得到d軸內(nèi)環(huán)的方程：ucq*為控制器輸出q軸電壓指令值，kp4、ki4分別為q軸內(nèi)環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)，建立輔助中間變量Z4，得到q軸外環(huán)的方程：變流器增益大小表示為kPWM，變流器開關(guān)周期為Tδ；控制器輸出的控制信號與變流器交流側(cè)的電壓的關(guān)系如下：變流器載波幅值為M，將(9)式線性化可得：

4.如權(quán)利要求3所述的用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，其特征在于，柔性直流輸電系統(tǒng)線性化的具體步驟如下：將柔性直流輸電系統(tǒng)各個部分線性化；

送端交流電壓UE的線性化方程如下式(11)，其中，urd、urq分別為送端變流器交流側(cè)出口電壓Ur的d、q軸分量；ird、irq分別為送端變流器交流側(cè)電流Ir的d、q軸分量；送端濾波電容Cr的值為cr，送端電阻Rr的值為rr，送端濾波電感Lr的值為lr；

送端變流器交流側(cè)濾波電感Lr的電流Ir的小信號線性化方程如式(12)；

柔性直流輸電系統(tǒng)的直流母線電感Ldr的大小為ldr，直流母線電容Cdr的大小為cdr，直流母線電容電壓大小為Udr，直流母線電流大小為Idr，直流電壓源電壓大小為Edc；

直流母線電容電壓線性化方程為式(13)：

直流母線電流Idr線性化方程為式(14)：

送端控制器的d、q軸分別控制送端交流電壓UE的d、q軸分量，送端控制器的d、q軸指令值分別為E*sd、E*sq；urd*為送端控制器輸出d軸電壓指令值，kp5、ki5分別為送端d軸控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)；建立輔助中間變量Z5，得到d軸控制器方程(15)：urq*為送端控制器輸出q軸電壓指令值，kp6、ki6分別為送端q軸控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)；建立輔助中間變量Z6，得到q軸控制器的方程(16)：與式(9)、(10)同理可得送端控制器輸出的控制信號與送端變流器交流側(cè)出口電壓的關(guān)系如下式(9)：

5.如權(quán)利要求4所述的用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，其特征在于，建立經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機小信號模型的具體步驟如下：聯(lián)立式(1)至(17)，得到經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機線性化小信號模型：其中，狀態(tài)變量X＝[X1,X2]；X1為直驅(qū)風(fēng)機的狀態(tài)變量，設(shè)X1＝[ΔUdc,Δucd,Δucq,ΔZ,TΔθpll,ΔZ1,ΔZ3,ΔZ4,Δigd,Δigq,Δusd,Δusq,Δisd,Δisq] ；X2為柔性直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)變量，X2＝[Δued,Δueq,Δird,Δirq,Δurd,Δurq,ΔZ5,ΔZ6,ΔUdr,ΔIdr]T；控制變量U＝[ΔUdc*,Δigq*,ΔE*sd、ΔE*sq]T，A為24階方陣，B為24×4階矩陣，矩陣的上角標T表示矩陣轉(zhuǎn)置。

6.如權(quán)利要求5所述的用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，其特征在于，步驟2的具體步驟如下：直驅(qū)風(fēng)機的控制器輸入量包括直流電壓指令值Udc*和q軸電流指令值igq*，U*dcf為直流電壓反饋量指令值，i*gqf為q軸電流反饋量指令值；

柔性直流輸電系統(tǒng)送端控制器的d、q軸分別控制送端交流電壓UE的d、q軸分量，送端控* * * *制器的d、q軸指令值分別為Esd、Esq，Esdf、Esqf分別為送端控制器的d、q軸輸入端的反饋量；

則機側(cè)和網(wǎng)側(cè)均僅采用本側(cè)狀態(tài)量參與反饋的反饋控制器的向量形式如式(19)，Uf代表反饋控制向量；

其中，K為待求的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器反饋參數(shù)矩陣，為4×24階矩陣；K1為對應(yīng)直驅(qū)風(fēng)機狀態(tài)變量X1的反饋參數(shù)矩陣，為2×14階矩陣；K2為對應(yīng)柔性直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)變量X2的反饋參數(shù)矩陣，為2×10階矩陣。

7.如權(quán)利要求6所述的用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，其特征在于，步驟3的具體步驟如下：反饋控制器的控制目標是使得式(20)所示的二次型性能指標泛函J達到極小值Jmin，從而通過對全系統(tǒng)狀態(tài)變量振蕩的約束，實現(xiàn)機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制目標；

式(20)中，t為時間；Q為24階狀態(tài)量權(quán)重系數(shù)矩陣，其元素的大小反映了各個對應(yīng)的狀態(tài)量對振蕩的影響程度；R為4階控制量權(quán)重系數(shù)矩陣，其元素大小體現(xiàn)了對控制量的限制，使反饋控制量的大小在合理范圍內(nèi)；

在求解反饋控制器參數(shù)之前，需要先確定Q和R的取值；為了使系統(tǒng)遇到擾動后的振蕩在最短時間內(nèi)收斂，采用李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)，使泛函達到極小值，其具體形式為下式(21)至(23)；其中，I為單位矩陣；Eb為附加反饋控制閉環(huán)系統(tǒng)的特征值；Sb為正定系數(shù)矩陣；

-1 T

Eb＝A-BR BPb(21)EbTQ+QEb＝-Sb(22)EbSb-2+Sb-2EbT＝-I(23)式(21)中，Pb為未知中間量矩陣，其值通過式(24)黎卡梯方程求解，當反饋控制器的參數(shù)滿足黎卡梯方程時，式(20)所示泛函達到極小值；

ATPb+PbA-PbBR-1BTPb+Q＝0(24)聯(lián)立式(21)至(24)，求解得到Q；

確定矩陣Q和R取值后，求解機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器反饋參數(shù)矩陣Ka；Ka所對應(yīng)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器每個輸入端都由所有本地狀態(tài)變量參與反饋；

求解Ka的方程中涉及到一種特殊的矩陣運算方法，命名為分割對角化，分割對角化的運算符號定義為()bd；定義分割對角化的運算方法：此運算只適用于24×4階矩陣，取任意24×4階矩陣C為例，將矩陣分塊，如式(25)；

其中C1為14×2階矩陣，C2為10×2階矩陣，C21為10×2階矩陣，C12為14×2階矩陣；則有C的分割對角化結(jié)果(C)bd如式(26)；

求解Ka需求解如式(27)的方程組；

式(27)中，為待求的24×4階拉格朗日乘子矩陣；Pc為待求的中間量未知數(shù)矩陣；在式(27)方程組的方程①中，和BTPc都是24×4階矩陣，將會用到如式(25)(26)的分割對角化運算；求解得到所有狀態(tài)變量都參與反饋時的矩陣Ka。

8.如權(quán)利要求7所述的用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，其特征在于，步驟4的具體步驟如下：考慮到狀態(tài)變量的可觀測性，對全狀態(tài)變量參與的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器進行降階；降階后的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器表示為：其中，X1’＝[ΔUdc,Δusd,Δusq,Δisd,Δisq]T；X2’＝[Δued,Δueq,Δird,Δirq,ΔUdr,ΔIdr]T，K1’為2×5階矩陣，K2’為2×6階矩陣，K’為4×11階矩陣，K’中各元素均由Ka中對應(yīng)X1’、X2’的元素直接得來。

說明書： 用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，具體涉及應(yīng)用于直驅(qū)風(fēng)機經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)的次同步振蕩的抑制方法。背景技術(shù)[0002] 由于柔性直流輸電具備損耗低、不需要無功補償?shù)忍攸c，因而成為未來海上風(fēng)電尤其是深遠海域大規(guī)模風(fēng)電場的最主要并網(wǎng)方式。然而大規(guī)模風(fēng)電場經(jīng)直流并網(wǎng)方式，存在顯著的次同步振蕩風(fēng)險。2012年，廣東南澳柔性直流輸電工程在接入雙饋風(fēng)電場過程中發(fā)生次同步振蕩，導(dǎo)致?lián)Q流站交流電流和直流電流產(chǎn)生30Hz和20Hz頻率分量。上海南匯柔性直流輸電工程在調(diào)試期間，當風(fēng)電場增加出力時曾發(fā)生次同步振蕩現(xiàn)象。因此，大規(guī)模風(fēng)電場經(jīng)柔性直流并網(wǎng)存在的次同步振蕩風(fēng)險，成為了制約風(fēng)電等新能源安全高效利用的重要問題。[0003] 實際現(xiàn)場中風(fēng)電機組與柔性直流輸電系統(tǒng)通常距離較遠，而用于次同步振蕩抑制的控制器既需要反饋風(fēng)電機組的機側(cè)信號，也需要反饋直流輸電系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)信號，因而控制的實現(xiàn)依靠測量信號和控制信號的遠距離傳輸，這給控制器設(shè)計和工程實現(xiàn)帶來較大障礙。[0004] 實際工程中，柔性直流輸電與風(fēng)電場的距離通常很遠。因而，若要通過風(fēng)電機組和直流輸電的協(xié)調(diào)控制來抑制次同步振蕩，必須依賴測量信號和控制信號的遠距離傳輸，才能實現(xiàn)協(xié)調(diào)反饋控制。這不僅需要建立額外的信道，而且信號遠距離傳輸?shù)难舆t也將對控制器的效果產(chǎn)生不良影響。[0005] 第二類現(xiàn)有技術(shù)，只在風(fēng)機側(cè)或只在直流輸電側(cè)安裝控制器抑制次同步振蕩。由于當風(fēng)電場經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)發(fā)生次同步振蕩時，風(fēng)電機組和柔性直流輸電都參與振蕩。因此，只在機側(cè)或網(wǎng)側(cè)一端施加控制的方式對次同步振蕩的抑制效果有限。發(fā)明內(nèi)容[0006] 發(fā)明針對直驅(qū)風(fēng)機經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)的次同步振蕩問題，在避免反饋信號遠距離傳輸?shù)那疤嵯?，設(shè)計并實現(xiàn)了一種用于抑制次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法。[0007] 在建立直驅(qū)風(fēng)機經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)的全系統(tǒng)線性化模型基礎(chǔ)上，本發(fā)明首先設(shè)計了機側(cè)和網(wǎng)側(cè)僅采用本側(cè)狀態(tài)量參與反饋的控制器的控制向量。在此基礎(chǔ)上，提出了抑制次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制性能指標，并基于控制向量和性能指標設(shè)計了控制器參數(shù)整定方法。最后，基于狀態(tài)變量的可觀測性，對反饋控制器進行降階，從而形成易于現(xiàn)場實現(xiàn)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法。[0008] 一種用于抑制直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，包括以下步驟：[0009] 步驟1：將柔性直流輸電系統(tǒng)、直驅(qū)風(fēng)機模型線性化，建立包含全部狀態(tài)變量的經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機小信號模型；[0010] 步驟2：設(shè)計機側(cè)和網(wǎng)側(cè)僅采用本側(cè)狀態(tài)量參與反饋的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的控制向量；[0011] 步驟3：機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器參數(shù)整定；[0012] 步驟4：對機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器進行適當?shù)慕惦A，從而易于工程實施。[0013] 機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法使用兩種不同的參考坐標系對所用的電氣量坐標進行變換；柔性直流輸電系統(tǒng)送端控制器基于任一給定的旋轉(zhuǎn)角速度為100πrad/s的旋轉(zhuǎn)坐標系，將此坐標系命名為標準坐標系；當同一電氣量以PCC點電壓Us作為定向參考時，其d、q軸分量的上角標標記有c，無標記則為基于標準坐標系的定向；使用的電氣量符號中，以下角標0表示穩(wěn)態(tài)初值；Δ表示增量。[0014] 直驅(qū)風(fēng)機模型線性化的具體步驟如下：將直驅(qū)風(fēng)機的各個部分的數(shù)學(xué)模型進行線性化，線性化模型以標幺值進行計算；交流矢量旋轉(zhuǎn)角速度基值為ωB＝100πrad/s；輸出電流Is以UE的定向為基準的線性化方程如下式(1)，其中usd、usq分別為PCC點電壓Us的d、q軸分量，ued、ueq分別為柔性直流輸電系統(tǒng)送端交流電壓UE的d、q軸分量，isd、isq分別為輸出電流Is基于標準坐標系定向的d、q軸分量；變壓器等效電感L的大小為ls；[0015][0016] PCC點電壓Us的線性化方程如下式(2)，其中濾波電容Cg的值為cg，電阻Rg的值為rg，濾波電感Lg的值為lg。ucd、ucq分別為變流器交流側(cè)出口電壓Uc的d、q軸分量。igd、igq分別為交流側(cè)電流Ig的d、q軸分量。[0017][0018] 下式(3)為變流器交流側(cè)的濾波電感Lg的電流Ig的小信號線性化方程。[0019][0020] 網(wǎng)側(cè)變流器直流母線小信號方程如下式(4)，其中直流電容Cd的值為cd，Udc為直流電壓：[0021][0022] 控制器的坐標變換定向角度由鎖相環(huán)提供。鎖相環(huán)比例系數(shù)為kp，鎖相環(huán)積分系數(shù)為ki，建立輔助中間變量Z，由PCC點電壓Us確定的坐標系和送端交流電壓UE確定的坐標系之間定向角度差為θpll，s表示復(fù)頻域下的頻率參數(shù)。鎖相環(huán)線性化方程如下式(5)：[0023][0024] 直驅(qū)風(fēng)機的網(wǎng)側(cè)變流器控制直流母線的電壓和轉(zhuǎn)子的無功功率，其回路結(jié)構(gòu)分為外環(huán)控制器和內(nèi)環(huán)控制器。外環(huán)控制器控制直流電壓，內(nèi)環(huán)控制器控制電流。d軸外環(huán)指令值為直流電壓指令值Udc*；q軸內(nèi)環(huán)指令值為q軸電流指令值igq* 為d軸內(nèi)環(huán)指令值，kp1、ki1分別為外環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)。建立輔助中間變量Z1，得到d軸外環(huán)的方程：[0025][0026] 為控制器輸出d軸電壓指令值，kp3、ki3分別為d軸內(nèi)環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)，系統(tǒng)的交流矢量旋轉(zhuǎn)角速度初值為ω0，建立輔助中間變量Z3，得到d軸內(nèi)環(huán)的方程：[0027][0028] 為控制器輸出q軸電壓指令值，kp4、ki4分別為q軸內(nèi)環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)，建立輔助中間變量Z4，得到q軸外環(huán)的方程：[0029][0030] 變流器增益大小表示為kPWM，變流器開關(guān)周期為Tδ?？刂破鬏敵龅目刂菩盘柵c變流器交流側(cè)的電壓的關(guān)系如下：[0031][0032] 變流器載波幅值為M，將(9)式線性化可得：[0033][0034] 柔性直流輸電系統(tǒng)線性化的具體步驟如下：將柔性直流輸電系統(tǒng)各個部分線性化。送端交流電壓UE的線性化方程如下式(11)，其中，urd、urq分別為送端變流器交流側(cè)出口電壓Ur的d、q軸分量。ird、irq分別為送端變流器交流側(cè)電流Ir的d、q軸分量。送端濾波電容Cr的值為cr，送端電阻Rr的值為rr，送端濾波電感Lr的值為lr。[0035][0036] 送端變流器交流側(cè)濾波電感Lr的電流Ir的小信號線性化方程如式(12)。[0037][0038] 柔性直流輸電系統(tǒng)的直流母線電感Ldr的大小為ldr，直流母線電容Cdr的大小為cdr，直流母線電容電壓大小為Udr，直流母線電流大小為Idr，直流電壓源電壓大小為Edc。[0039] 直流母線電容電壓線性化方程為式(13)：[0040][0041] 直流母線電流Idr線性化方程為式(14)：[0042][0043] 與送端、受端均為無窮大交流電源的柔性直流輸電系統(tǒng)不同，送端連接直驅(qū)風(fēng)機的柔性直流輸電系統(tǒng)由于風(fēng)電場所發(fā)出的功率有限所以不需要控制系統(tǒng)輸送的有功功率和無功功率，而風(fēng)電場并未并入無窮大交流電網(wǎng)，故需要柔性直流輸電系統(tǒng)的送端提供穩(wěn)定的交流電壓維持直驅(qū)風(fēng)機的正常運行。送端控制器的d、q軸分別控制送端交流電壓UE的d、q軸分量，送端控制器的d、q軸指令值分別為E*sd、E*sq。[0044] urd*為送端控制器輸出d軸電壓指令值，kp5、ki5分別為送端d軸控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)；建立輔助中間變量Z5，得到d軸控制器方程(15)：[0045][0046] urq*為送端控制器輸出q軸電壓指令值，kp6、ki6分別為送端q軸控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)；建立輔助中間變量Z6，得到q軸控制器的方程(16)：[0047][0048] 與式(9)、(10)同理可得送端控制器輸出的控制信號與送端變流器交流側(cè)出口電壓的關(guān)系如下式(9)：[0049][0050] 建立經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機小信號模型的具體步驟如下：[0051] 聯(lián)立式(1)至(17)，得到經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機線性化小信號模型：[0052][0053] 其中，狀態(tài)變量X＝[X1,X2]。X1為直驅(qū)風(fēng)機的狀態(tài)變量，設(shè)X1＝[ΔUdc,Δucd,Δucq,ΔZ,Δθpll,ΔZ1,ΔZ3,ΔZ4,Δigd,Δigq,Δusd,Δusq,Δisd,Δisq]T。X2為柔性直流輸T電系統(tǒng)的狀態(tài)變量，X2＝[Δued,Δueq,Δird,Δirq,Δurd,Δurq,ΔZ5,ΔZ6,ΔUdr,ΔIdr] ?？刂谱兞縐＝[ΔUdc*,Δigq*,ΔE*sd、ΔE*sq]T，A為24階方陣，B為24×4階矩陣，矩陣的上角標T表示矩陣轉(zhuǎn)置。

[0054] 步驟2的具體步驟如下：直驅(qū)風(fēng)機的控制器輸入量包括直流電壓指令值Udc*和q軸電流指令值igq*，U*dcf為直流電壓反饋量指令值，i*gqf為q軸電流反饋量指令值。[0055] 柔性直流輸電系統(tǒng)送端控制器的d、q軸分別控制送端交流電壓UE的d、q軸分量，送端控制器的d、q軸指令值分別為E*sd、E*sq，E*sdf、E*sqf分別為送端控制器的d、q軸輸入端的反饋量。[0056] 則機側(cè)和網(wǎng)側(cè)均僅采用本側(cè)狀態(tài)量參與反饋的反饋控制器的向量形式如式(19)，Uf代表反饋控制向量。[0057][0058] 其中，K為待求的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器反饋參數(shù)矩陣，為4×24階矩陣。K1為對應(yīng)直驅(qū)風(fēng)機狀態(tài)變量X1的反饋參數(shù)矩陣，為2×14階矩陣。K2為對應(yīng)柔性直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)變量X2的反饋參數(shù)矩陣，為2×10階矩陣。[0059] 步驟3的具體步驟如下：[0060] 反饋控制器的控制目標是使得式(20)所示的二次型性能指標泛函J達到極小值Jmin，從而通過對全系統(tǒng)狀態(tài)變量振蕩的約束，實現(xiàn)機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制目標。[0061][0062] 式(20)中，t為時間。Q為24階狀態(tài)量權(quán)重系數(shù)矩陣，其元素的大小反映了各個對應(yīng)的狀態(tài)量對振蕩的影響程度。R為4階控制量權(quán)重系數(shù)矩陣，其元素大小體現(xiàn)了對控制量的限制，使反饋控制量的大小在合理范圍內(nèi)。[0063] 在求解反饋控制器參數(shù)之前，需要先確定Q和R的取值。為了使系統(tǒng)遇到擾動后的振蕩在最短時間內(nèi)收斂，采用李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)，使泛函達到極小值，其具體形式為下式(21)至(23)。其中，I為單位矩陣。Eb為附加反饋控制閉環(huán)系統(tǒng)的特征值。Sb為正定系數(shù)矩陣。[0064] Eb＝A-BR-1BTPb(21)[0065] EbTQ+QEb＝-Sb(22)[0066] EbSb-2+Sb-2EbT＝-I(23)[0067] 式(21)中，Pb為未知中間量矩陣，其值通過式(24)黎卡梯方程求解，當反饋控制器的參數(shù)滿足黎卡梯方程時，式(20)所示泛函達到極小值。[0068] ATPb+PbA-PbBR-1BTPb+Q＝0(24)[0069] 聯(lián)立式(21)至(24)，求解得到Q。[0070] 確定矩陣Q和R取值后，即可求解機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器反饋參數(shù)矩陣Ka。Ka所對應(yīng)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器每個輸入端都由所有本地狀態(tài)變量參與反饋。[0071] 求解Ka的方程中涉及到一種特殊的矩陣運算方法，命名為分割對角化，分割對角化的運算符號定義為()bd。定義分割對角化的運算方法：此運算只適用于24×4階矩陣，取任意24×4階矩陣C為例，將矩陣分塊，如式(25)。[0072][0073] 其中C1為14×2階矩陣，C2為10×2階矩陣，C21為10×2階矩陣，C12為14×2階矩陣。則有C的分割對角化結(jié)果(C)bd如式(26)。

[0074][0075] 求解Ka需求解如式(27)的方程組。[0076][0077] 式(27)中，為待求的24×4階拉格朗日乘子矩陣。Pc為待求的中間量未知數(shù)矩陣。在式(27)方程組的方程①中，和BTPc都是24×4階矩陣，將會用到如式(25)(26)的分割對角化運算。求解得到所有狀態(tài)變量都參與反饋時的矩陣Ka。[0078] 步驟4的具體步驟如下：[0079] 考慮到狀態(tài)變量的可觀測性，對全狀態(tài)變量參與的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器進行降階。降階后的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器表示為：[0080][0081] 其中，X1’＝[ΔUdc,Δusd,Δusq,Δisd,Δisq]T。X2’＝[Δued,Δueq,Δird,Δirq,ΔUdr,ΔIdr]T，K1’為2×5階矩陣，K2’為2×6階矩陣，K’為4×11階矩陣，K’中各元素均由Ka中對應(yīng)X1’、X2’的元素直接得來。[0082] 本發(fā)明的有益效果：[0083] (1)本發(fā)明提出并實現(xiàn)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制方法，在僅采用本側(cè)狀態(tài)量參與反饋的控制器控制向量下，能夠?qū)崿F(xiàn)次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制。機側(cè)和網(wǎng)側(cè)控制器既分別只依賴本地狀態(tài)量反饋，又能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。[0084] (2)依據(jù)狀態(tài)量的可觀測性，對機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器進行了適當降價，從而易于工程實施。附圖說明[0085] 本發(fā)明有如下附圖：[0086] 圖1直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)示意圖；[0087] 圖2直驅(qū)風(fēng)機簡化電路圖；[0088] 圖3直驅(qū)風(fēng)機網(wǎng)側(cè)控制器回路示意圖；[0089] 圖4柔性直流輸電系統(tǒng)示意圖；[0090] 圖5直驅(qū)風(fēng)機經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)系統(tǒng)簡化電路示意圖；[0091] 圖6柔性直流輸電系統(tǒng)送端控制器結(jié)構(gòu)示意圖；[0092] 圖7經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0093] 圖8機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器直驅(qū)風(fēng)機部分示意圖；[0094] 圖9機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器柔性直流輸電系統(tǒng)部分示意圖；[0095] 圖10Q矩陣計算流程圖；[0096] 圖11Ka的求解過程示意圖；[0097] 圖12a場景1直驅(qū)風(fēng)機有功功率出力P仿真結(jié)果；[0098] 圖12b場景1送端變流器交流側(cè)電流Ir的d軸分量ird仿真結(jié)果；[0099] 圖13a場景2直驅(qū)風(fēng)機有功功率出力P仿真結(jié)果；[0100] 圖13b場景2送端變流器交流側(cè)電流Ir的d軸分量ird仿真結(jié)果。具體實施方式[0101] 以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。[0102] 一、建立完整的直驅(qū)風(fēng)機經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)系統(tǒng)的線性化模型[0103] 1.直驅(qū)風(fēng)機的線性化建模[0104] 如圖1所示，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組包括風(fēng)力機1，永磁同步電機2，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器3、網(wǎng)側(cè)變流器4及網(wǎng)側(cè)變流器控制器、濾波電路5等。[0105] 直驅(qū)風(fēng)機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，風(fēng)力機1、永磁同步電機2和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器3與交流電網(wǎng)6隔離，對次同步振蕩的影響程度較小，因此這幾個部分使用直流電流源替代，直驅(qū)風(fēng)機的簡化電路圖如圖2所示。其中，直流電流源的電流大小Idc代表風(fēng)機有功功率出力水平，除此之外還有直流電容Cd，直流電壓為Udc，變流器交流側(cè)出口電壓Uc，交流側(cè)濾波電感Lg，交流側(cè)電流Ig(流過濾波電感Lg的電流)，PCC點電壓為Us，PCC點并聯(lián)電阻Rg與并聯(lián)電容Cg串聯(lián)組成濾波器。輸出電流Is通過變壓器等效電感L并入柔性直流輸電系統(tǒng)送端。[0106] 本發(fā)明使用兩種不同的參考坐標系對所用的電氣量坐標進行變換。柔性直流輸電系統(tǒng)送端控制器基于任一給定的旋轉(zhuǎn)角速度為100πrad/s的旋轉(zhuǎn)坐標系，將此坐標系命名為標準坐標系。當同一電氣量以PCC點電壓Us作為定向參考時，其d、q軸分量的上角標標記有c，無標記則為基于標準坐標系的定向。例如輸出電流Is基于Us定向的d、q軸分量分別為isdc、isqc，基于標準坐標系定向的d、q軸分量分別為isd、isq。下文均使用類似的符號變化方法，不再贅述。[0107] 將直驅(qū)風(fēng)機的各個部分的數(shù)學(xué)模型進行線性化，線性化模型以標幺值進行計算。其中，交流矢量旋轉(zhuǎn)角速度基值為ωB＝100πrad/s。輸出電流Is以UE的定向為基準的線性化方程如下式(1)，其中usd、usq分別為PCC點電壓Us的d、q軸分量，ued、ueq分別為柔性直流輸電系統(tǒng)送端交流電壓UE的d、q軸分量，變壓器等效電感L的大小為ls。Δ表示增量。

[0108][0109] PCC點電壓Us的線性化方程如下式(2)，其中濾波電容Cg的值為cg，電阻Rg的值為rg，濾波電感Lg的值為lg。ucd、ucq分別為變流器交流側(cè)出口電壓Uc的d、q軸分量。igd、igq分別為交流側(cè)電流Ig的d、q軸分量。[0110][0111] 下式(3)為變流器交流側(cè)的濾波電感Lg的電流Ig的小信號線性化方程。[0112][0113] 本文的電氣量符號以下角標0表示電氣量的穩(wěn)態(tài)初值。[0114] 網(wǎng)側(cè)變流器直流母線小信號方程如下式(4)，其中直流電容Cd的值為cd：[0115][0116] 控制器的坐標變換定向角度由鎖相環(huán)提供。鎖相環(huán)比例系數(shù)為kp，鎖相環(huán)積分系數(shù)為ki，建立輔助中間變量Z，由PCC點電壓Us確定的坐標系和送端交流電壓UE確定的坐標系之間定向角度差為θpll，s表示復(fù)頻域下的頻率參數(shù)。鎖相環(huán)線性化方程如下式(5)：[0117][0118] 直驅(qū)風(fēng)機的網(wǎng)側(cè)變流器控制直流母線的電壓和轉(zhuǎn)子的無功功率(使用q軸電流指令值igq近似替代)，其回路結(jié)構(gòu)分為外環(huán)控制器和內(nèi)環(huán)控制器。外環(huán)控制器控制直流電壓，內(nèi)環(huán)控制器控制電流。d軸外環(huán)指令值為直流電壓指令值Udc*；q軸內(nèi)環(huán)指令值為q軸電流指令值igq*。其控制器回路如圖3所示。[0119] 為d軸內(nèi)環(huán)指令值，kp1、ki1分別為外環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)。建立輔助中間變量Z1，得到d軸外環(huán)的方程：[0120][0121] ucd*為控制器輸出d軸電壓指令值，kp3、ki3分別為d軸內(nèi)環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)，系統(tǒng)的交流矢量旋轉(zhuǎn)角速度初值為ω0，建立輔助中間變量Z3，得到d軸內(nèi)環(huán)的方程：[0122][0123] ucq*為控制器輸出q軸電壓指令值，kp4、ki4分別為q軸內(nèi)環(huán)控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)，建立輔助中間變量Z4，得到q軸外環(huán)的方程：[0124][0125] 變流器增益大小表示為kPWM，變流器開關(guān)周期為Tδ。控制器輸出的控制信號與變流器交流側(cè)的電壓的關(guān)系如下：[0126][0127] 變流器載波幅值為M，將(9)式線性化可得：[0128][0129] 2.柔性直流輸電系統(tǒng)的線性化建模[0130] 如圖4所示，柔性直流輸電系統(tǒng)包括送端交流電源7，送端濾波電路8，送端變流器9，受端變流器10，受端濾波電路11和無窮大交流電網(wǎng)12，柔性直流輸電系統(tǒng)換流器形式為電壓源式換流器(SC-HDC)。

[0131] 與直驅(qū)風(fēng)機原理類似，受端變流器10，受端濾波電路11和無窮大交流電網(wǎng)12被直流電壓源代替。送端交流電源即圖2所示的單臺直驅(qū)風(fēng)機(PMSG)，送端的輸入電流即為前文所述的直驅(qū)風(fēng)機的輸出電流Is。柔性直流輸電系統(tǒng)簡化的電路圖如圖5所示。[0132] 其中，送端變流器交流側(cè)出口電壓Ur，送端濾波電感Lr，送端變流器交流側(cè)電流Ir(流過送端濾波電感Lr的電流)，直驅(qū)風(fēng)機(PMSG)并網(wǎng)點送端電阻Rr與送端濾波電容Cr串聯(lián)組成送端濾波器。[0133] 將柔性直流輸電系統(tǒng)各個部分線性化。送端交流電壓UE的線性化方程如下式(11)，其中，urd、urq分別為送端變流器交流側(cè)出口電壓Ur的d、q軸分量。ird、irq分別為送端變流器交流側(cè)電流Ir的d、q軸分量。送端濾波電容Cr的值為cr，送端電阻Rr的值為rr，送端濾波電感Lr的值為lr。[0134][0135] 送端變流器交流側(cè)濾波電感Lr的電流Ir的小信號線性化方程如式(12)。[0136][0137] 柔性直流輸電系統(tǒng)的直流母線電感Ldr的大小為ldr，直流母線電容Cdr的大小為cdr，直流母線電容電壓大小為Udr，直流母線電流大小為Idr，直流電壓源電壓大小為Edc。[0138] 直流母線電容電壓線性化方程為式(13)。[0139][0140] 直流母線電流Idr線性化方程為式(14)。[0141][0142] 與送端、受端均為無窮大交流電源的柔性直流輸電系統(tǒng)不同，送端連接直驅(qū)風(fēng)機的柔性直流輸電系統(tǒng)由于風(fēng)電場所發(fā)出的功率有限所以不需要控制系統(tǒng)輸送的有功功率和無功功率，而風(fēng)電場并未并入無窮大交流電網(wǎng)，故需要柔性直流輸電系統(tǒng)的送端提供穩(wěn)定的交流電壓維持直驅(qū)風(fēng)機的正常運行。送端控制器的d、q軸分別控制送端交流電壓UE的d、q軸分量，送端控制器的d、q軸指令值分別為E*sd、E*sq。送端控制器的結(jié)構(gòu)如圖6。[0143] urd*為送端控制器輸出d軸電壓指令值，kp5、ki5分別為送端d軸控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)；建立輔助中間變量Z5，得到d軸控制器方程(15)：[0144][0145] urq*為送端控制器輸出q軸電壓指令值，kp6、ki6分別為送端q軸控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)；建立輔助中間變量Z6，得到q軸控制器的方程(16)：[0146][0147] 與式(9)、(10)同理可得送端控制器輸出的控制信號與送端變流器交流側(cè)出口電壓的關(guān)系如下式(9)：[0148][0149] 3.建立經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機小信號模型[0150] 經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖7。[0151] 聯(lián)立式(1)至(17)，得到經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機線性化小信號模型：[0152][0153] 其中，狀態(tài)變量X＝[X1,X2]。X1為直驅(qū)風(fēng)機的狀態(tài)變量，設(shè)X1＝[ΔUdc,Δucd,Δucq,ΔZ,Δθpll,ΔZ1,ΔZ3,ΔZ4,Δigd,Δigq,Δusd,Δusq,Δisd,Δisq]T。X2為柔性直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)變量，X2＝[Δued,Δueq,Δird,Δirq,Δurd,Δurq,ΔZ5,ΔZ6,ΔUdr,ΔIdr]T?？刂谱兞縐＝[ΔUdc*,Δigq*,ΔE*sd、ΔE*sq]T，A為24階方陣，B為24×4階矩陣，矩陣的上角標T表示矩陣轉(zhuǎn)置。[0154] 二、機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的控制向量設(shè)計[0155] 直驅(qū)風(fēng)機的控制器輸入量包括直流電壓指令值Udc*和q軸電流指令值igq*，設(shè)計機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的直驅(qū)風(fēng)機部分結(jié)構(gòu)如圖8。其中，U*dcf為直流電壓反饋量指令值，i*gqf為q軸電流反饋量指令值。[0156] 柔性直流輸電系統(tǒng)送端控制器的d、q軸分別控制送端交流電壓UE的d、q軸分量，送端控制器的d、q軸指令值分別為E*sd、E*sq，加入反饋后的柔性直流輸電系統(tǒng)電路示意圖如圖9，其中E*sdf、E*sqf分別為送端控制器的d、q軸輸入端的反饋量。[0157] 則機側(cè)和網(wǎng)側(cè)均僅采用本側(cè)狀態(tài)量參與反饋的反饋控制器的向量形式如式(19)，Uf代表反饋控制向量。[0158][0159] 其中，K為待求的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器反饋參數(shù)矩陣，為4×24階矩陣。K1為對應(yīng)直驅(qū)風(fēng)機狀態(tài)變量X1的反饋參數(shù)矩陣，為2×14階矩陣。K2為對應(yīng)柔性直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)變量X2的反饋參數(shù)矩陣，為2×10階矩陣。[0160] 三、機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的參數(shù)整定[0161] 1.機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制性能指標[0162] 反饋控制器的控制目標是使得式(20)所示的二次型性能指標泛函J達到極小值Jmin，從而通過對全系統(tǒng)狀態(tài)變量振蕩的約束，實現(xiàn)機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制目標。[0163][0164] 式(20)中，t為時間。Q為24階狀態(tài)量權(quán)重系數(shù)矩陣，其元素的大小反映了各個對應(yīng)的狀態(tài)量對振蕩的影響程度。R為4階控制量權(quán)重系數(shù)矩陣，其元素大小體現(xiàn)了對控制量的限制，使反饋控制量的大小在合理范圍內(nèi)。[0165] 在求解反饋控制器參數(shù)之前，需要先確定Q和R的取值。為了使系統(tǒng)遇到擾動后的振蕩在最短時間內(nèi)收斂，采用李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)，使泛函達到極小值，其具體形式為下式(21)至(23)。其中，I為單位矩陣。Eb為附加反饋控制閉環(huán)系統(tǒng)的特征值。Sb為正定系數(shù)矩陣。[0166] Eb＝A-BR-1BTPb(21)[0167] EbTQ+QEb＝-Sb(22)[0168] EbSb-2+Sb-2EbT＝-I(23)[0169] 式(21)中，Pb為未知中間量矩陣，其值通過式(24)黎卡梯方程求解，當反饋控制器的參數(shù)滿足黎卡梯方程時，式(20)所示泛函達到極小值。[0170] ATPb+PbA-PbBR-1BTPb+Q＝0(24)[0171] 聯(lián)立式(21)至(24)，得到的Q求解流程如圖10。[0172] 2.機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器參數(shù)整定[0173] 確定矩陣Q和R取值后，即可求解機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器反饋參數(shù)矩陣Ka。Ka所對應(yīng)的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器每個輸入端都由所有本地狀態(tài)變量參與反饋。[0174] 求解Ka的方程中涉及到一種特殊的矩陣運算方法，命名為分割對角化，分割對角化的運算符號定義為()bd。定義分割對角化的運算方法：此運算只適用于24×4階矩陣，取任意24×4階矩陣C為例，將矩陣分塊，如式(25)。[0175][0176] 其中C1為14×2階矩陣，C2為10×2階矩陣，C21為10×2階矩陣，C12為14×2階矩陣。則有C的分割對角化結(jié)果(C)bd如式(26)。

[0177][0178] 求解Ka需求解如式(27)的方程組。[0179][0180] 式(27)中，為待求的24×4階拉格朗日乘子矩陣。Pc為待求的中間量未知數(shù)矩陣。在式(27)方程組的方程①中，和BTPc都是24×4階矩陣，將會用到如式(25)(26)的分割對角化運算。方程組的求解過程如圖11，求解得到所有狀態(tài)變量都參與反饋時的矩陣Ka。[0181] 四、機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的降階[0182] 由上文步驟確定的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的結(jié)構(gòu)包含了所有的狀態(tài)變量，而實際工程應(yīng)用當中，考慮到狀態(tài)變量的可觀測性，需要對全狀態(tài)變量參與的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器進行降階。[0183] 首先分析可觀測性，在狀態(tài)變量中，所有的中間變量即ΔZ,ΔZ1,ΔZ3,ΔZ4,ΔZ5,ΔZ6以及定向坐標系角度差Δθpll實際應(yīng)用中很難觀測，因此這些狀態(tài)量將不參與到機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器中，則Ka矩陣的第4、5、6、7、8、21、22列所有元素置零。[0184] 其次，為了進一步簡化機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的結(jié)構(gòu)，分析余下狀態(tài)變量對振蕩的影響。其中，Δigd、Δigq和Δisd、Δisq，實際大小差別不大，對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響相近，故只選擇Δisd、Δisq參與反饋。同理Δued、Δueq和Δurd、Δurq選擇Δued、Δueq，Δucd、Δucq和Δusd、Δusq選擇Δusd、Δusq。Ka矩陣的第2、3、9，10，19，20列所有元素也置零，得到最終的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器的反饋參數(shù)K。[0185] 降階后的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器也可表示為：[0186][0187] 其中，X1’＝[ΔUdc,Δusd,Δusq,Δisd,Δisq]T。X2’＝[Δued,Δueq,Δird,Δirq,ΔUdr,ΔIdr]T，K1’為2×5階矩陣，K2’為2×6階矩陣，K’為4×11階矩陣，K’中各元素均由Ka中對應(yīng)X1’、X2’的元素直接得來。[0188] 五、實施例[0189] 實例中，經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機系統(tǒng)線性化小信號建模所采用的系統(tǒng)參數(shù)如下：[0190] 表1經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機系統(tǒng)線性化模型的主要參數(shù)[0191][0192][0193] 依據(jù)表1所示參數(shù)，按照步驟一，建立經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機系統(tǒng)線性化小信號模型，得到A、B矩陣。利用A、B矩陣，依據(jù)步驟二確定反饋控制器的控制向量。進一步依據(jù)步驟三，計算得到所有狀態(tài)量參與的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器參數(shù)。最后依據(jù)步驟四，得到最終的抑制經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機次同步振蕩的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器。最終的機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器的參數(shù)以式(28)的形式展示，見式(29)(30)。[0194][0195][0196] 接下來對機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋抑制器的實際效果進行仿真驗證。仿真系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)如表1。仿真軟件選擇PSCAD。仿真驗證考察的參數(shù)包括：直驅(qū)風(fēng)機有功功率出力P、送端變流器交流側(cè)電流Ir的d軸分量ird。[0197] 場景1：系統(tǒng)的有功功率出力P從0.46pu降至0.26pu。由已有文獻可知，此時次同步振蕩風(fēng)險較大。仿真結(jié)果如圖12a、12b所示。在機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器加入之前，系統(tǒng)隨著功率水平下降迅速發(fā)生嚴重的次同步振蕩，振蕩頻率23.3Hz，導(dǎo)致系統(tǒng)無法穩(wěn)定運行。在加入機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器之后，系統(tǒng)的次同步振蕩得到有效的抑制，系統(tǒng)快速收斂進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。[0198] 場景2：仍為表1系統(tǒng)。系統(tǒng)的無功功率降低0.1pu。由圖13a、13b仿真結(jié)果所示，在機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器加入之前，系統(tǒng)發(fā)生了一定程度的振蕩，振蕩頻率25Hz，經(jīng)歷較長時間后，系統(tǒng)逐漸進入穩(wěn)態(tài)。加入控制器后，系統(tǒng)振蕩幅度有所減小，收斂速度明顯加快，系統(tǒng)動態(tài)特性得到改善。[0199] 綜合仿真結(jié)果可見，本發(fā)明所設(shè)計的機網(wǎng)協(xié)調(diào)反饋控制器對于經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)機不同場景中不同的擾動造成的幅度不同、頻率不同的次同步振蕩都有良好的抑制效果，對系統(tǒng)的動態(tài)特性有顯著改善。[0200] 以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的保護范圍。[0201] 本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。