權(quán)利要求書：

1.一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：分解出全變流器型風機的各控制回路；

S2：設定各控制回路的動態(tài)方程；

S3：根據(jù)各控制回路的動態(tài)方程分別構(gòu)建相應控制模態(tài)的解析慣性模型；

S4：基于解析慣性模型分別獲取各控制回路的控制模態(tài)特征根；

S5：基于控制模態(tài)特征根得到控制器參數(shù)分別與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系；

S6：根據(jù)動態(tài)響應需求，反向推演并調(diào)整控制器參數(shù)，完成風機參數(shù)調(diào)試。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，所述全變流器型風機包括以下三部分：永磁同步發(fā)電機與機側(cè)變流器、直流環(huán)節(jié)與電網(wǎng)側(cè)變流器、同步鎖相環(huán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，全變流器型風機的控制回路包括：風機轉(zhuǎn)速控制回路、風機側(cè)變流器Q軸電流控制回路、風機側(cè)變流器D軸電流控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制回路和鎖相環(huán)控制回路。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，風機轉(zhuǎn)速控制回路的動態(tài)方程為：其中，Ppm為風電輸入的機械功率，Ppe為輸出有功功率，Hpr為風機轉(zhuǎn)子的慣性常數(shù)，ωprref為風機轉(zhuǎn)子角速度ωpr的參考值，Kppx和Kpix為風機各個控制器的比例積分參數(shù)，x＝1,2,...,6；風機側(cè)變流器Q軸電流控制回路的動態(tài)方程為：其中，vpsq為定子繞組直軸電壓，ψpsq為風機的直軸磁鏈，Xpq為定子繞組直軸電抗，ipsdref為ipsq的參考值；風機側(cè)變流器D軸電流控制回路的動態(tài)方程為：其中，Rps得到為定子繞組電阻，vpsd為定子繞組直軸電壓，ψpsd為風機的直磁鏈，ω0為基準角速度，Xpd為定子繞組直軸電抗，ψpm為永磁體產(chǎn)生的磁鏈，ipsdref為ipsd的參考值；電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制回路的動態(tài)方程為：其中，Cp為直流電容，Pps為風機的有功功率輸出，Ppc為電網(wǎng)側(cè)變流器的有功功率輸入，pdcref為pdc的參考值；電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制回路的動態(tài)方程為：其中，pcd為電網(wǎng)側(cè)變流器的直軸輸出電壓，ipcd和ipcq為電網(wǎng)側(cè)變流器的直軸和交軸的輸出電流，pd為共耦合點的直軸電壓，ipcdref為ipcd的參考值；電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制回路的動態(tài)方程為：其中，Qpref為無功功率Qp的參考值；電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制回路的動態(tài)方程為：其中，pcq為電網(wǎng)側(cè)變流器的交軸輸出電壓，pq為共耦合點處的交軸電壓，ipcqref為ipcq的參考值；鎖相環(huán)控制回路的動態(tài)方程為：其中，Kppll和Kipll分別為鎖相環(huán)控制器的比例參數(shù)和積分參數(shù)，ωpllref為模擬速度ωpll的參考值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，步驟S4具體為：基于解析慣性模型分別確定相應控制回路的等效慣性常數(shù)M、等效同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)KS及等效阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)KD，根據(jù)M、KS和KD求解得到相應控制回路的控制模態(tài)特征根。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，求解控制模態(tài)特征根的公式如下：M＝F1(cp) KS＝F2(cp,op) KD＝F3(cp,op)其中，λFOM為相應控制回路的控制模態(tài)特征根，F(xiàn)1(cp)為風機參數(shù)的函數(shù)，F(xiàn)2(cp,op)和F3(cp,op)分別是由風機參數(shù)與系統(tǒng)運行工況構(gòu)成的不同函數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，鎖相環(huán)控制回路的控制模態(tài)特征根為：其中，pcc0為公共接入點電壓，Kipll和Kppll分別為鎖相環(huán)控制器的積分參數(shù)和比例參數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，在步驟S5中，根據(jù)控制模態(tài)特征根的實部與虛部分別計算控制模態(tài)阻尼系數(shù)和控制模態(tài)振蕩頻率，從而得到控制器參數(shù)分別與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，計算控制模態(tài)阻尼系數(shù)和控制模態(tài)振蕩頻率的公式如下：f＝ω/2π  σ＝Re(λFOM)  ω＝Im(λFOM)其中，ξ為控制模態(tài)阻尼系數(shù)，f為控制模態(tài)振蕩頻率，σ和ω分別為控制模態(tài)特征根λFOM的實部和虛部。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，其特征在于，在鎖相環(huán)控制回路中，控制器參數(shù)與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系如下：
說明書： 一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法技術領域[0001] 本發(fā)明涉及風電技術領域，更具體的，涉及一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法。背景技術[0002] 當前，在我國大力構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標和背景下，大規(guī)模風力發(fā)電入網(wǎng)，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來了嚴峻挑戰(zhàn)，尤其在變流器驅(qū)動穩(wěn)定性。永磁直驅(qū)風機，由于其優(yōu)異的控制性能，逐漸成為當前風力市場的主流風機，并已經(jīng)大規(guī)模裝備到各地新建風電場。為實現(xiàn)永磁直驅(qū)風機并網(wǎng)，需要使用兩個變換器以及同步鎖相環(huán)等裝置，從而使得其控制系統(tǒng)較為復雜。而風機控制參數(shù)是影響風機電網(wǎng)動態(tài)交互的關鍵因數(shù)，現(xiàn)有的風電場事故中，因為風機參數(shù)設置的不合理，更容易加劇系統(tǒng)振蕩，惡化交互過程，威脅變流器驅(qū)動穩(wěn)定性。在實際中，風機制造商往往對同種風機設置統(tǒng)一的初始出廠參數(shù)。而對于風電場運營商而言，其控制器初始參數(shù)未必能滿足實際運行需求，在現(xiàn)場安裝調(diào)試中需要對各個控制器進行調(diào)試。由于涉及多個變換器和控制器，參數(shù)調(diào)試過程較為復雜，而往往依賴經(jīng)驗。這樣調(diào)試得到的結(jié)果無法保證實際運行中動態(tài)性能的穩(wěn)定性，且存在與外部電網(wǎng)模態(tài)交互產(chǎn)生諧振的風險。

發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明為克服目前風機參數(shù)調(diào)試過程復雜的技術缺陷，提供一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法。[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案如下：[0005] 一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，包括以下步驟：[0006] S1：分解出全變流器型風機的各控制回路；[0007] S2：設定各控制回路的動態(tài)方程；[0008] S3：根據(jù)各控制回路的動態(tài)方程分別構(gòu)建相應控制模態(tài)的解析慣性模型；[0009] S4：基于解析慣性模型分別獲取各控制回路的控制模態(tài)特征根；[0010] S5：基于控制模態(tài)特征根得到控制器參數(shù)分別與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系；[0011] S6：根據(jù)動態(tài)響應需求，反向推演并調(diào)整控制器參數(shù)，完成風機參數(shù)調(diào)試。[0012] 上述方案中，針對全變流器型風機并網(wǎng)的典型控制結(jié)構(gòu)進行建模分解，得到風機各個控制環(huán)節(jié)的開環(huán)模態(tài)，進而可以進行動態(tài)控制效果的直觀化模擬。該方法可以根據(jù)風機運營商或電網(wǎng)的對風機動態(tài)性能的要求進行直接的模態(tài)求解，同時獲得風機多個控制器參數(shù)，簡潔高效，克服常規(guī)的經(jīng)驗性調(diào)試的耗時久和動態(tài)性能不穩(wěn)定等問題。此外，基于解析慣性模型，該方法可以有效規(guī)避由時間尺度耦合和模態(tài)交互所帶來的模態(tài)諧振問題，提高全變流器型風機的變流器驅(qū)動穩(wěn)定性。[0013] 優(yōu)選的，所述全變流器型風機包括以下三部分：永磁同步發(fā)電機與機側(cè)變流器、直流環(huán)節(jié)與電網(wǎng)側(cè)變流器、同步鎖相環(huán)。[0014] 優(yōu)選的，全變流器型風機的控制回路包括：風機轉(zhuǎn)速控制回路、風機側(cè)變流器Q軸電流控制回路、風機側(cè)變流器D軸電流控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制回路和鎖相環(huán)控制回路。[0015] 優(yōu)選的，風機轉(zhuǎn)速控制回路的動態(tài)方程為：[0016][0017] 其中，Ppm為風電輸入的機械功率，Ppe為輸出有功功率，Hpr為風機轉(zhuǎn)子的慣性常數(shù)，ωprref為風機轉(zhuǎn)子角速度ωpr的參考值，Kppx和Kpix為風機各個控制器的比例積分參數(shù)，x＝1,2,...,6；

[0018] 風機側(cè)變流器Q軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0019][0020] 其中，vpsq為定子繞組直軸電壓，ψpsq為風機的直軸磁鏈，Xpq為定子繞組直軸電抗，ipsdref為ipsq的參考值；[0021] 風機側(cè)變流器D軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0022][0023] 其中，Rps得到為定子繞組電阻，vpsd為定子繞組直軸電壓，ψpsd為風機的直軸磁鏈，ω0為基準角速度，Xpd為定子繞組直軸電抗，ψpm為永磁體產(chǎn)生的磁鏈，ipsdref為ipsd的參考值；[0024] 電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制回路的動態(tài)方程為：[0025][0026] 其中，Cp為直流電容，Pps為風機的有功功率輸出，Ppc為電網(wǎng)側(cè)變流器的有功功率輸入，pdcref為pdc的參考值；[0027] 電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0028][0029] 其中，pcd為電網(wǎng)側(cè)變流器的直軸輸出電壓，ipcd和ipcq為電網(wǎng)側(cè)變流器的直軸和交軸的輸出電流，pd為共耦合點的直軸電壓，ipcdref為ipcd的參考值；[0030] 電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制回路的動態(tài)方程為：[0031][0032] 其中，Qpref為無功功率Qp的參考值；[0033] 電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0034][0035] 其中，pcq為電網(wǎng)側(cè)變流器的交軸輸出電壓，pq為共耦合點處的交軸電壓，ipcqref為ipcq的參考值；[0036] 鎖相環(huán)控制回路的動態(tài)方程為：[0037][0038] 其中，Kppll和Kipll分別為鎖相環(huán)控制器的比例參數(shù)和積分參數(shù)，ωpllref為模擬速度ωpll的參考值。[0039] 優(yōu)選的，步驟S4具體為：[0040] 基于解析慣性模型分別確定相應控制回路的等效慣性常數(shù)M、等效同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)KS及等效阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)KD，根據(jù)M、KS和KD求解得到相應控制回路的控制模態(tài)特征根。[0041] 優(yōu)選的，求解控制模態(tài)特征根的公式如下：[0042][0043] M＝F1(cp)[0044] KS＝F2(cp,op)[0045] KD＝F3(cp,op)[0046] 其中，λFOM為相應控制回路的控制模態(tài)特征根，F(xiàn)1(cp)為風機參數(shù)的函數(shù)，F(xiàn)2(cp,op)和F3(cp,op)分別是由風機參數(shù)與系統(tǒng)運行工況構(gòu)成的不同函數(shù)。[0047] 優(yōu)選的，鎖相環(huán)控制回路的控制模態(tài)特征根為：[0048][0049][0050] 其中，pcc0為公共接入點電壓，Kipll和Kppll分別為鎖相環(huán)控制器的積分參數(shù)和比例參數(shù)。[0051] 優(yōu)選的，在步驟S5中，根據(jù)控制模態(tài)特征根的實部與虛部分別計算控制模態(tài)阻尼系數(shù)和控制模態(tài)振蕩頻率，從而得到控制器參數(shù)分別與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系。[0052] 優(yōu)選的，計算控制模態(tài)阻尼系數(shù)和控制模態(tài)振蕩頻率的公式如下：[0053][0054] f＝ω/2π[0055] σ＝Re(λFOM)[0056] ω＝Im(λFOM)[0057] 其中，ξ為控制模態(tài)阻尼系數(shù)，f為控制模態(tài)振蕩頻率，σ和ω分別為控制模態(tài)特征根λFOM的實部和虛部。[0058] 優(yōu)選的，在鎖相環(huán)控制回路中，控制器參數(shù)與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系如下：[0059][0060] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明技術方案的有益效果是：[0061] 本發(fā)明提供了一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，針對全變流器型風機并網(wǎng)的典型控制結(jié)構(gòu)進行建模分解，得到風機各個控制環(huán)節(jié)的開環(huán)模態(tài)，進而可以進行動態(tài)控制效果的直觀化模擬。該方法可以根據(jù)風機運營商或電網(wǎng)的對風機動態(tài)性能的要求進行直接的模態(tài)求解，同時獲得風機多個控制器參數(shù)，簡潔高效，克服常規(guī)的經(jīng)驗性調(diào)試的耗時久和動態(tài)性能不穩(wěn)定等問題。此外，基于解析慣性模型，該方法可以有效規(guī)避由時間尺度耦合和模態(tài)交互所帶來的模態(tài)諧振問題，提高全變流器型風機的變流器驅(qū)動穩(wěn)定性。附圖說明[0062] 圖1為本發(fā)明的技術方案實施步驟流程圖；[0063] 圖2為本發(fā)明中全變流器型風機的控制回路示意圖；[0064] 圖3為本發(fā)明中永磁同步風機轉(zhuǎn)速控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖；[0065] 圖4為本發(fā)明中風機側(cè)變流器D軸電流控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖；[0066] 圖5為本發(fā)明中風機側(cè)變流器Q軸電流控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖；[0067] 圖6為本發(fā)明中電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖；[0068] 圖7為本發(fā)明中電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖；[0069] 圖8為本發(fā)明中電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖；[0070] 圖9為本發(fā)明中電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖；[0071] 圖10為本發(fā)明中鎖相環(huán)控制模態(tài)的解析慣性模型的推導過程示意圖；[0072] 圖11為本發(fā)明中基于解析慣性模型求解的特征根與實際特征根對比示意圖。具體實施方式[0073] 附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；[0074] 為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；[0075] 對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。[0076] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的說明。[0077] 實施例1[0078] 如圖1所示，一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，包括以下步驟：[0079] S1：分解出全變流器型風機的各控制回路；[0080] S2：設定各控制回路的動態(tài)方程；[0081] S3：根據(jù)各控制回路的動態(tài)方程分別構(gòu)建相應控制模態(tài)的解析慣性模型；[0082] S4：基于解析慣性模型分別獲取各控制回路的控制模態(tài)特征根；[0083] S5：基于控制模態(tài)特征根得到控制器參數(shù)分別與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系；[0084] S6：根據(jù)動態(tài)響應需求，反向推演并調(diào)整控制器參數(shù)，完成風機參數(shù)調(diào)試。[0085] 在具體實施過程中，針對全變流器型風機并網(wǎng)的典型控制結(jié)構(gòu)進行建模分解，得到風機各個控制環(huán)節(jié)的開環(huán)模態(tài)，進而可以進行動態(tài)控制效果的直觀化模擬。該方法可以根據(jù)風機運營商或電網(wǎng)的對風機動態(tài)性能的要求進行直接的模態(tài)求解，同時獲得風機多個控制器參數(shù)，簡潔高效，克服常規(guī)的經(jīng)驗性調(diào)試的耗時久和動態(tài)性能不穩(wěn)定等問題。此外，基于解析慣性模型，該方法可以有效規(guī)避由時間尺度耦合和模態(tài)交互所帶來的模態(tài)諧振問題，提高全變流器型風機的變流器驅(qū)動穩(wěn)定性。[0086] 實施例2[0087] 一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，包括以下步驟：[0088] S1：分解出全變流器型風機的各控制回路；[0089] 更具體的，如圖2所示，所述全變流器型風機包括以下三部分：永磁同步發(fā)電機與機側(cè)變流器、直流環(huán)節(jié)與電網(wǎng)側(cè)變流器、同步鎖相環(huán)。[0090] 更具體的，全變流器型風機的控制回路包括：風機轉(zhuǎn)速控制回路、風機側(cè)變流器Q軸電流控制回路、風機側(cè)變流器D軸電流控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制回路和鎖相環(huán)控制回路。[0091] S2：設定各控制回路的動態(tài)方程；[0092] 更具體的，風機轉(zhuǎn)速控制回路的動態(tài)方程為：[0093][0094] 其中，Ppm為風電輸入的機械功率，Ppe為輸出有功功率，Hpr為風機轉(zhuǎn)子的慣性常數(shù)，ωprref為風機轉(zhuǎn)子角速度ωpr的參考值，Kppx和Kpix為風機各個控制器的比例積分參數(shù)，x＝1,2,...,6；

[0095] 風機側(cè)變流器Q軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0096][0097] 其中，vpsq為定子繞組直軸電壓，ψpsq為風機的直軸磁鏈，Xpq為定子繞組直軸電抗，ipsdref為ipsq的參考值；[0098] 風機側(cè)變流器D軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0099][0100] 其中，Rps得到為定子繞組電阻，vpsd為定子繞組直軸電壓，ψpsd為風機的直軸磁鏈，ω0為基準角速度，Xpd為定子繞組直軸電抗，ψpm為永磁體產(chǎn)生的磁鏈，ipsdref為ipsd的參考值；[0101] 電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制回路的動態(tài)方程為：[0102][0103] 其中，Cp為直流電容，Pps為風機的有功功率輸出，Ppc為電網(wǎng)側(cè)變流器的有功功率輸入，pdcref為pdc的參考值；[0104] 電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0105][0106] 其中，pcd為電網(wǎng)側(cè)變流器的直軸輸出電壓，ipcd和ipcq為電網(wǎng)側(cè)變流器的直軸和交軸的輸出電流，pd為共耦合點的直軸電壓，ipcdref為ipcd的參考值；[0107] 電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制回路的動態(tài)方程為：[0108][0109] 其中，Qpref為無功功率Qp的參考值；[0110] 電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0111][0112] 其中，pcq為電網(wǎng)側(cè)變流器的交軸輸出電壓，pq為共耦合點處的交軸電壓，ipcqref為ipcq的參考值；[0113] 鎖相環(huán)控制回路的動態(tài)方程為：[0114][0115] 其中，Kppll和Kipll分別為鎖相環(huán)控制器的比例參數(shù)和積分參數(shù)，ωpllref為模擬速度ωpll的參考值。[0116] S3：根據(jù)各控制回路的動態(tài)方程分別構(gòu)建相應控制模態(tài)的解析慣性模型；[0117] S4：基于解析慣性模型分別獲取各控制回路的控制模態(tài)特征根；[0118] S5：基于控制模態(tài)特征根得到控制器參數(shù)分別與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系；[0119] S6：根據(jù)動態(tài)響應需求，反向推演并調(diào)整控制器參數(shù)，完成風機參數(shù)調(diào)試。[0120] 實施例3[0121] 一種基于解析慣性模型的全變流器型風機參數(shù)調(diào)試方法，包括以下步驟：[0122] S1：分解出全變流器型風機的各控制回路；[0123] 更具體的，所述全變流器型風機包括以下三部分：永磁同步發(fā)電機與機側(cè)變流器、直流環(huán)節(jié)與電網(wǎng)側(cè)變流器、同步鎖相環(huán)。[0124] 更具體的，全變流器型風機的控制回路包括：風機轉(zhuǎn)速控制回路、風機側(cè)變流器Q軸電流控制回路、風機側(cè)變流器D軸電流控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制回路、電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制回路和鎖相環(huán)控制回路。[0125] S2：設定各控制回路的動態(tài)方程；[0126] 實際實施時，選擇電壓，電流，電抗，磁鏈及中間狀態(tài)變量等作為模型狀態(tài)變量，根據(jù)元件遵循的定律得到每個控制回路的動態(tài)方程；[0127] 更具體的，風機轉(zhuǎn)速控制回路的動態(tài)方程為：[0128][0129] 其中，Ppm為風電輸入的機械功率，Ppe為輸出有功功率，Hpr為風機轉(zhuǎn)子的慣性常數(shù)，ωprref為風機轉(zhuǎn)子角速度ωpr的參考值，Kppx和Kpix為風機各個控制器的比例積分參數(shù)，x＝1,2,...,6；

[0130] 風機側(cè)變流器Q軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0131][0132] 其中，vpsq為定子繞組直軸電壓，ψpsq為風機的直軸磁鏈，Xpq為定子繞組直軸電抗，ipsdref為ipsq的參考值；[0133] 風機側(cè)變流器D軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0134][0135] 其中，Rps得到為定子繞組電阻，vpsd為定子繞組直軸電壓，ψpsd為風機的直軸磁鏈，ω0為基準角速度，Xpd為定子繞組直軸電抗，ψpm為永磁體產(chǎn)生的磁鏈，ipsdref為ipsd的參考值；[0136] 電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制回路的動態(tài)方程為：[0137][0138] 其中，Cp為直流電容，Pps為風機的有功功率輸出，Ppc為電網(wǎng)側(cè)變流器的有功功率輸入，pdcref為pdc的參考值；[0139] 電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0140][0141] 其中，pcd為電網(wǎng)側(cè)變流器的直軸輸出電壓，ipcd和ipcq為電網(wǎng)側(cè)變流器的直軸和交軸的輸出電流，pd為共耦合點的直軸電壓，ipcdref為ipcd的參考值；[0142] 電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制回路的動態(tài)方程為：[0143][0144] 其中，Qpref為無功功率Qp的參考值；[0145] 電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制回路的動態(tài)方程為：[0146][0147] 其中，pcq為電網(wǎng)側(cè)變流器的交軸輸出電壓，pq為共耦合點處的交軸電壓，ipcqref為ipcq的參考值；[0148] 鎖相環(huán)控制回路的動態(tài)方程為：[0149][0150] 其中，Kppll和Kipll分別為鎖相環(huán)控制器的比例參數(shù)和積分參數(shù)，ωpllref為模擬速度ωpll的參考值。[0151] S3：根據(jù)各控制回路的動態(tài)方程分別構(gòu)建相應控制模態(tài)的解析慣性模型；[0152] 永磁同步風機轉(zhuǎn)速控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖如圖3所示。[0153][0154] 其中，M為等效慣性常數(shù)，KS為同步系數(shù)，KD為阻尼系數(shù)。[0155] 風機側(cè)變流器D軸電流控制的解析慣性模型示意圖如圖4所示。[0156][0157] 其中，M為等效慣性常數(shù)，KS為同步系數(shù)，KD為阻尼系數(shù)。[0158] 風機側(cè)變流器Q軸電流控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖如圖5所示。[0159][0160] 其中，M為等效慣性常數(shù)，KS為同步系數(shù)，KD為阻尼系數(shù)。[0161] 電網(wǎng)側(cè)變流器直流電壓控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖如圖6所示。[0162][0163] 其中，M為等效慣性常數(shù)，KS為同步系數(shù)，KD為阻尼系數(shù)。[0164] 電網(wǎng)側(cè)變流器D軸電流控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖如圖7所示。[0165][0166] 其中，M為等效慣性常數(shù)，KS為同步系數(shù)，KD為阻尼系數(shù)。[0167] 電網(wǎng)側(cè)變流器Q軸電流控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖如圖8所示。[0168][0169] 其中，M為等效慣性常數(shù)，KS為同步系數(shù)，KD為阻尼系數(shù)。[0170] 電網(wǎng)側(cè)變流器無功功率控制模態(tài)的解析慣性模型示意圖如圖9所示。[0171] 其開環(huán)特征值為：[0172][0173] 鎖相環(huán)控制模態(tài)的解析慣性模型的推導過程示意圖如圖10所示。[0174][0175] 其中，M為等效慣性常數(shù)，KS為同步系數(shù)，KD為阻尼系數(shù)。[0176] 實際實施時，首先識別影響具體控制回路動態(tài)的關鍵狀態(tài)變量，以鎖相環(huán)控制回路為例，鎖相環(huán)模態(tài)的關鍵狀態(tài)變量為：Δxpll和Δθpll；根據(jù)鎖相環(huán)控制回路的動態(tài)方程，圖形化控制模態(tài)聯(lián)系，構(gòu)建控制回路固有振蕩回路，圖10給出了圖形化過程，圖10中的(f)即為鎖相環(huán)控制模態(tài)的解析慣性模型。如圖3?9所示，除固有振蕩回路外，其他參與的變量，及其聯(lián)系參數(shù)均也推導給出。[0177] S4：基于解析慣性模型分別獲取各控制回路的控制模態(tài)特征根；[0178] 更具體的，步驟S4具體為：[0179] 基于解析慣性模型分別確定相應控制回路的等效(或虛擬)慣性常數(shù)M、等效同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)KS及等效阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)KD，根據(jù)M、KS和KD求解得到相應控制回路的控制模態(tài)特征根。[0180] 更具體的，求解控制模態(tài)特征根的公式如下：[0181][0182] M＝F1(cp)[0183] KS＝F2(cp,op)[0184] KD＝F3(cp,op)[0185] 其中，λFOM為相應控制回路的控制模態(tài)特征根，F(xiàn)1(cp)為風機參數(shù)的函數(shù)，F(xiàn)2(cp,op)和F3(cp,op)分別是由風機參數(shù)與系統(tǒng)運行工況構(gòu)成的不同函數(shù)。[0186] 在具體實施過程中，基于解析慣性模型求解的控制模態(tài)特征根與實際特征根的對比情況如表1和圖11所示。[0187] 表1[0188][0189] 更具體的，鎖相環(huán)控制回路的控制模態(tài)特征根為：[0190][0191][0192] 其中，pcc0為公共接入點電壓，Kipll和Kppll分別為鎖相環(huán)控制器的積分參數(shù)和比例參數(shù)。[0193] S5：基于控制模態(tài)特征根得到控制器參數(shù)分別與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系；[0194] 更具體的，在步驟S5中，根據(jù)控制模態(tài)特征根的實部與虛部分別計算控制模態(tài)阻尼系數(shù)和控制模態(tài)振蕩頻率，從而得到控制器參數(shù)分別與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系。[0195] 更具體的，計算控制模態(tài)阻尼系數(shù)和控制模態(tài)振蕩頻率的公式如下：[0196][0197] f＝ω/2π[0198] σ＝Re(λFOM)[0199] ω＝Im(λFOM)[0200] 其中，ξ為控制模態(tài)阻尼系數(shù)，f為控制模態(tài)振蕩頻率，σ和ω分別為控制模態(tài)特征根λFOM的實部和虛部。[0201] 更具體的，在鎖相環(huán)控制回路中，控制器參數(shù)與控制模態(tài)阻尼系數(shù)、控制模態(tài)振蕩頻率之間的關系如下：[0202][0203] S6：根據(jù)動態(tài)響應需求，反向推演并調(diào)整控制器參數(shù)，完成風機參數(shù)調(diào)試。[0204] 在具體實施過程中，根據(jù) 設置鎖相環(huán)控制器的積分參數(shù)Kipll和比例參數(shù)Kppll，則可以增大鎖相環(huán)控制模態(tài)的阻尼系數(shù)，提高鎖相環(huán)控制模態(tài)的穩(wěn)定裕度。同理，采用相同的流程依次檢查和調(diào)整其他控制器參數(shù)，從而使風機所以控制模態(tài)均得到優(yōu)化，進而顯著提高風機系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，增強風機系統(tǒng)抗擾動能力。

[0205] 顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。