本发明涉及电力电子化电力系统宽频振荡抑制领域，具体是一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制方法及系统。
背景技术：
1、近年来，以风电、光伏为代表的新能源发电设备越来越多地接入电力系统，其中风能是各类新能源中发展最迅速、技术最成熟、最具大规模开发利用前景的主力电源之一。随着以风电为代表的大规模新能源并网，使得电力系统中的电力电子设备不断增多，导致现代电力系统逐步向电力电子化的趋势发展。电力电子化电力系统中，发电设备、输电网络、电力负荷之间的相互作用会引起几hz到数千hz频率范围内的宽频振荡，严重影响设备安全和用电质量、威胁电网的安全稳定。
2、当系统发生宽频振荡时，需要快速抑制振荡以维持系统安全稳定运行。现有方法主要从源侧和网侧对系统进行分析，包括调节参数和设计阻尼控制器两个角度，以改善振荡频段的阻尼。但风电并网系统受风速波动性和不确定性影响较大，运行工况复杂多变，当上述抑制方法失效时，需要对风电场进行紧急控制，即对振荡源所在的风机进行紧急切机处理，以避免振荡扩散，引发大规模事故。但上述方法存在的不足有：
3、1)调节参数大都通过降低环路带宽或减小控制延时等方式实现，在提高稳定性的同时也降低了系统的动态响应能力，且并不能适用于所有运行工况，只针对特定运行条件才有明显的抑制效果；
4、2)附加阻尼器的设计依赖于风电并网系统的控制结构，但其控制环路的复杂性与各环节之间的耦合作用会大大增加控制器设计的难度；
5、3)直接切机存在切除功率过大的问题，会增大风机运行损耗并可能影响系统的正常运行。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制方法，可以基于量测数据得到各风机子系统导纳关于风机运行工况的表达式，将振荡抑制问题转化为多目标优化问题，并进行优化求解对各风机子系统进行降功率处理，实现宽频振荡的抑制，保证系统的安全稳定运行。
2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、本发明提出一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制方法，包括以下步骤：
4、步骤1、通过量测的方式得到风电并网系统各风机子系统在不同运行工况p下的导纳y(jω)，ω为频率；
5、步骤2、将各风机子系统导纳的分母、分子项系数ai、bj拟合为风机运行工况p相关的表达式ai(p)、bj(p)；
6、步骤3、将各风机子系统导纳转换为风机运行工况p相关的表达式y(p)，再进行实虚部分离，得到各风机子系统导纳实部电导g(p)；
7、步骤4、令风机运行功率p≤p0，计算各风机初始运行功率点p0处的导纳实部值g0，风机运行功率区间内gi>g0并且dg/dpi<0的区间为该风机子系统的降功率区间；
8、步骤5、以降低所有风机子系统最少的功率δpσ，使系统总聚合导纳实部δgσ增加最大为目标函数建立优化求解模型；
9、步骤6、利用串联二阶rlc电路对风电并网系统进行拟合，根据阻尼比求出实现振荡抑制需要增加的导纳实部δg范围，将多目标函数转换为单目标函数；
10、步骤7、对单目标函数进行优化求解，得到各风机子系统需要降低的功率值，并对风机进行降功率处理，实现宽频振荡的抑制。
11、进一步的，所述步骤2中，对各风机子系统导纳的分母、分子项系数拟合的方法是：
12、s2.1：由步骤1得到各风机子系统不同风机运行工况p下的(p,ai)以及(p,bj)共(m+n+2)组数据集，m、n分别为风机子系统导纳y(jω)分母项和分子项的阶数；
13、s2.2：采用多项式拟合的方法拟合ai、bj与风机运行工况p之间的关系：
14、
15、其中ui、vj分别为ai、bj对p拟合的最高次数。
16、进一步的，所述步骤3中，得到各风机子系统电导g与风机运行工况p的关系g(p)的方法是：
17、s3.1、由步骤1量测得到各风机子系统导纳y(jω)为：
18、
19、s3.2、将步骤2得到的各风机子系统导纳分母、分子项系数与风机运行工况p之间的拟合式ai(p)、bj(p)带入上式，并对y(jω)的分母项和分子项进行实虚部分离，可将其转换为与运行工况p相关的表达式y(p)：
20、
21、其中ci1、di2、fj1、gj2均为与ω相关的系数，i＝0,1,...m，j＝0,1,...n，m1、m2、n1、n2取决于所在分母项、分子项系数中对风机运行工况p拟合次数最高的一项；
22、s3.3、对导纳y(p)进行实虚部分离，得到各风机子系统电导g与风机运行工况p的关系g(p)。
23、进一步的，所述步骤5中，建立优化求解模型的步骤是：
24、s5.1、确定实现系统宽频振荡抑制的目标函数：
25、
26、其中目标函数(1)表示降低所有风机子系统最少的功率δpσ，目标函数(2)表示使得系统总聚合导纳实部δgσ增加最大，v为需要降功率的风机子系统数目；
27、s5.2、建立约束条件1：
28、pj_min≤pj≤pj0
29、即风机运行工况维持在正常运行的功率区间内；
30、s5.3、建立约束条件2：
31、dgj/dpj≤0
32、即风机的降功率区间可使得聚合导纳实部增加；
33、s5.4、建立约束条件3：
34、gj(pj)≥gj0
35、即降功率区间内的聚合导纳实部不小于初值gj0；
36、s5.5、建立约束条件4：
37、re[yσ(jωr)]＞0
38、即降功率后振荡频率下系统总聚合导纳实部大于0。
39、进一步的，所述步骤6中，将多目标函数转换为单目标函数的具体步骤是：
40、s6.1、利用串联二阶rlc电路对风电并网系统进行拟合，阻抗实部r0可直接由振荡频率下整个系统阻抗实部得到：
41、r0＝re{ztotal(jωr)}
42、l和c通过寻找以下最优逼近问题的解来确定：
43、ming(ω,l,c)-im[ztotal(jω)]2
44、
45、s6.2、由r、l参数计算出系统的阻尼比：
46、
47、s6.3、定义一个标幺化系数a以确定多频段下不同振荡模态达到稳定所需的阻尼比阈值：
48、
49、其中a为标幺化系数，ξstd、fstd为某一振荡模态的阻尼比、频率基准值，ξcri为第i个振荡模态达到稳定时所需的阻尼比阈值，fr为对应的振荡频率；
50、s6.4、根据阻尼比阈值及系统阻抗r、l之间的关系计算出系统阻抗实部δr需要增加的范围：
51、δr≥c1
52、c1＝r1-r0＝2ξcril0-r0
53、s6.5、由s6.4得到的系统阻抗实部δr增加的范围，将s5.1中的目标函数(2)转换为约束条件，此时目标函数转换为求取系统降低功率的最小值。
54、为解决以上技术问题，本发明在提出方法的同时，还提出一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制系统，包括：
55、量测模块，用于通过量测的方式得到风电并网系统各风机子系统在不同运行工况p下的导纳y(jω)，ω为频率；
56、函数构建模块，被配置以执行以下动作：
57、s1、将各风机子系统导纳的分母、分子项系数ai、bj拟合为风机运行工况p相关的表达式ai(p)、bj(p)；
58、s2、将各风机子系统导纳转换为风机运行工况p相关的表达式y(p)，再进行实虚部分离，得到各风机子系统导纳实部电导g(p)；
59、s3、令风机运行功率p≤p0，计算各风机初始运行功率点p0处的导纳实部值g0，风机运行功率区间内gi>g0并且dg/dpi<0的区间为该风机子系统的降功率区间；
60、s4、以降低所有风机子系统最少的功率δpσ，使系统总聚合导纳实部δg增加最大为目标函数建立优化求解模型；
61、s5、利用串联二阶rlc电路对风电并网系统进行拟合，根据阻尼比求出实现振荡抑制需要增加的导纳实部δg范围，将多目标函数转换为单目标函数；
62、函数求解模块，用于对函数构建模块得到的单目标函数进行优化求解，得到各风机子系统需要降低的功率值，并对风机进行降功率处理，实现宽频振荡的抑制。
63、此外，本发明还提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明所述方法的步骤。
64、其次，本发明还提出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本发明所述方法的步骤。
65、最后，本发明还提出一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现本发明所述方法的步骤。
66、本发明采用以上技术方案，与现有技术相比所具有的有益效果：
67、1、本发明可在风电场结构参数未知的情况下对多风电并网系统进行动态等效，适用于黑灰箱模型的分析；
68、2、本发明适用于风电并网系统的多运行工况；
69、3、本发明可通过调整风机运行工况最大程度降低风机功率损失的基础上实现宽频振荡的抑制。
1.一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤2中，对各风机子系统导纳的分母、分子项系数拟合的方法是：
3.如权利要求2所述的一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤3中，得到各风机子系统电导g与风机运行工况p的关系g(p)的方法是：
4.如权利要求1所述的一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤5中，建立优化求解模型的步骤是：
5.如权利要求4所述的一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤6中，将多目标函数转换为单目标函数的具体步骤是：
6.一种基于风电并网系统等效导纳优化的宽频振荡抑制系统，其特征在于：包括：
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
8.一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权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
