【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于并网系统暂态稳定控制，尤其涉及一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、虚拟同步发电机(virtual synchronous generators，vsg)模拟同步发电机的机械转子运动特性使变流器具备了强惯量阻尼支撑能力，提高了并网系统的频率稳定性，受到了广泛的研究。现阶段针对vsg稳定性的研究多以电网正常运行为分析前提，鲜有涉及电网断线及短路故障等大扰动下的暂态稳定性分析。然而中低压配电网存在着各种类型的故障，例如短路故障、电压跌落、非全相运行等。短路故障引起的vsg并网点电压大幅跌落使得vsg运行脱离小扰动下的稳定运行范围。由于vsg模拟机电特性，当出现短路故障时，vsg等效内电势按照机电时间常数变化，会出现短路过电流、功角增大等问题，对电网的运行与保护带来巨大的挑战。因此，在电网故障情况下，保证vsg稳定高可靠运行具有重要的科学及工程意义。
3、针对vsg的暂态稳定性问题，目前主要有两类方法：一是减慢故障期间功角增加速度以延长临界切除时间；二是减小故障期间输入输出有功偏差。第一类方法仅能延缓失稳过程，但不能从根本上消除暂态功角失稳。第二类方法需要获取电网电压跌落的信息，这在实际场景中难以实现，且这类方法大都将主电路有功功率传递函数进行小角近似，没有考虑到暂态过程中功角突增，小角度近似不再成立。
技术实现思路
1、为克服上述现有
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法，包括：根据虚拟同步机vsg功角与vsg有功功率参考值的函数关系，构建非线性状态空间方程；
4、定义扩张状态变量模拟电网故障过程中系统的总扰动；
5、利用扩张状态变量以及非线性状态空间方程设计非线性状态观测器；
6、基于非线性状态观测器观测电网故障过程中系统的总扰动，并根据总扰动量动态调整vsg有功功率参考值，以增强vsg功角稳定性。
7、本专利技术第二方面提供了一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升系统，包括：非线性状态空间方程构建模块，被配置为：根据虚拟同步机vsg功角与vsg有功功率参考值的函数关系，构建非线性状态空间方程；
8、系统总扰动定义模块，被配置为：定义扩张状态变量模拟电网故障过程中系统的总扰动；
9、非线性状态观测器设计模块，被配置为：利用扩张状态变量以及非线性状态空间方程设计非线性状态观测器；
10、总扰动观测及补偿模块，被配置为：基于非线性状态观测器观测电网故障过程中系统的总扰动，并根据总扰动量动态调整vsg有功功率参考值，以增强vsg功角稳定性。
11、本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法中的步骤。
12、本专利技术第四方面提供了电子设备，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程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法中的步骤。
13、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
14、(1)本专利技术充分考虑到暂态过程中功角增大的特点，并结合功角取值范围对vsg并网系统主电路的有功功率传递函数进行泰勒级数展开，其次利用虚拟同步机功角和有功功率参考值的函数关系设计非线性自抗扰控制器，提高了观测器的精度。
15、(2)本专利技术充分发挥了nladrc不依赖于控制对象模型、不区分系统内外扰的结构特点，实现了无外增设硬件电路条件下，可根据电网故障程度，利用观测得到功角扰动自适应地调节vsg的有功功率参考值，减少故障过程中的功率不平衡和加速面积，保障vsg在故障期间的暂态功角稳定性。
16、(3)在严重电网故障期间即使无故障清除，本专利技术可保障vsg不脱网运行，为电网提供电压频率的支撑，避免了分布式发电单元的非计划孤岛。
17、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种基于非线性自抗扰控制的VSG功角稳定提升方法，其特征在于，包括：根据虚拟同步机VSG功角与VSG有功功率参考值的函数关系，构建非线性状态空间方程；
2.如权利要求1所述的一种基于非线性自抗扰控制的VSG功角稳定提升方法，其特征在于，所述构建非线性状态空间方程，包括：
3.如权利要求2所述的一种基于非线性自抗扰控制的VSG功角稳定提升方法，其特征在于，所述状态空间方程的状态量为VSG功角和角频率偏差，输入量为VSG有功功率参考值，输出量为追踪VSG功角。
4.如权利要求1所述的一种基于非线性自抗扰控制的VSG功角稳定提升方法，其特征在于，所述利用扩张状态变量以及非线性状态空间方程设计非线性状态观测器，包括：
5.如权利要求1所述的一种基于非线性自抗扰控制的VSG功角稳定提升方法，其特征在于，所述根据总扰动量动态调整VSG有功功率参考值，包括：根据总扰动量以及功角的非线性函数计算电网故障过程中有功功率增量；
6.一种基于非线性自抗扰控制的VSG功角稳定提升系统，其特征在于，包括：
7.如权利要求1所述的一
8.如权利要求1所述的一种基于非线性自抗扰控制的VSG功角稳定提升系统，其特征在于，所述利用扩张状态变量以及非线性状态空间方程设计非线性状态观测器，包括：
9.计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的一种基于非线性自抗扰控制器的VSG功角稳定提升方法中的步骤。
10.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程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5任一项所述的一种基于非线性自抗扰控制器的VSG功角稳定提升方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法，其特征在于，包括：根据虚拟同步机vsg功角与vsg有功功率参考值的函数关系，构建非线性状态空间方程；
2.如权利要求1所述的一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法，其特征在于，所述构建非线性状态空间方程，包括：
3.如权利要求2所述的一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法，其特征在于，所述状态空间方程的状态量为vsg功角和角频率偏差，输入量为vsg有功功率参考值，输出量为追踪vsg功角。
4.如权利要求1所述的一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法，其特征在于，所述利用扩张状态变量以及非线性状态空间方程设计非线性状态观测器，包括：
5.如权利要求1所述的一种基于非线性自抗扰控制的vsg功角稳定提升方法，其特征在于，所述根据总扰动量动态调整vsg有功功率参考值，包括：根据总扰动量以及功角...
【专利技术属性】
技术研发人员：李真，王琦，张祯滨，张志谦，周世昌，张成博，尹亚飞，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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