一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制方法及系统

1.本技术涉及电力系统控制技术领域，尤其涉及一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制方法及系统。


背景技术：

2.随着新能源的迅速发展和负荷侧的再电气化进程，大量以电力电子装置为接口的新型设备不断接入电力系统。这一方面使得电力系统的非线性动态特性愈发复杂，系统的稳定安全受到严峻挑战；另一方面，电力电子装置的快速灵活可控性为电力系统的控制设计提供了更加丰富的可能性。如何充分利用新设备的可控性，通过合适的控制设计，保障未来电力系统的安全稳定运行，是人们关注的焦点。
3.微分无源性，又称为delta-无源性或输入微分-输出微分无源性，是输入-状态-输出动力系统的一种动力学性质。研究表明，在特定的输入、输出选取下，具备微分无源性的并网设备有利于电力系统的稳定性，可以实现电力系统的分布式自趋稳，为未来电力系统的稳定运行提供可行的解决方案。
4.但是，相关电力系统中存在不具备微分无源性的并网设备，对于这些不具备微分无源性的并网设备来说，需要施加适当的无源化控制使其满足微分无源性。


技术实现要素：

5.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
6.为此，本技术的第一个目的在于提出一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制方法，以使不具备微分无源性的系统满足微分无源性。
7.本技术的第二个目的在于提出一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制系统。
8.为达到上述目的，本技术第一方面实施例提出的一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制方法，包括：
9.获取目标系统的初始微分无源参数以及目标微分无源参数；
10.根据所述初始微分无源参数以及所述目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵；所述变换矩阵为方块矩阵；
11.根据所述目标方阵对所述目标系统进行微分无源化控制。
12.可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述初始微分无源参数以及所述目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵，包括：
13.根据所述初始微分无源参数、所述目标微分无源参数和所述变换矩阵，确定不定方程组；将所述不定方程组转换为确定方程组，并对所述确定方程组进行求解，得到解方阵集合；
14.从所述解方阵集合中选择任一可逆的解方阵作为所述目标方阵。
15.可选地，在本技术的一个实施例中，所述变换矩阵包括第一子方阵、第二子方阵、
第三子方阵和第四子方阵；所述第一子方阵、所述第二子方阵、所述第三子方阵和所述第四子方阵的秩相等；所述将所述不定方程组转换为确定方程组，并对所述确定方程组进行求解，得到解方阵集合，包括：
16.根据所述变换矩阵确定所述不定方程组对应的未知参数集合，所述未知参数集合包括第一未知参数集合和第二未知参数集合，所述第一未知参数集合包括所述未知参数集合中至少一个未知参数，所述第二未知参数集合包括所述未知参数集合中除所述第一未知参数集合之外的所有未知参数；
17.令所述第二未知参数集合对应的未知参数的数量等于所述不定方程组对应的方程的数量，并对所述第一未知参数集合中所有未知参数进行赋值，从而将所述不定方程组转换为确定方程组；
18.对所述确定方程组进行求解，得到第一解子方阵集合、第二解子方阵集合、第三解子方阵集合和第四解子方阵集合；
19.根据所述第一解子方阵集合、所述第二解子方阵集合、所述第三解子方阵集合和所述第四解子方阵集合，确定所述解方阵集合。
20.可选地，在本技术的一个实施例中，所述变换矩阵包括第一子数量矩阵、第二子数量矩阵、第三子数量矩阵和第四子数量矩阵；所述第一子数量矩阵、所述第二子数量矩阵、所述第三子数量矩阵和所述第四子数量矩阵的秩相等；所述将所述不定方程组转换为确定方程组，并对所述确定方程组进行求解，得到解方阵集合，包括：
21.根据所述第一子数量矩阵、所述第二子数量矩阵、所述第三子数量矩阵和所述第四子数量矩阵将所述不定方程组退化为系数方程组；
22.将所述系数方程组转换为所述确定方程组；
23.对所述确定方程组进行求解，得到第一解系数集合、第二解系数集合，第三解系数集合和第四解系数集合；
24.根据所述第一解系数集合、所述第二解系数集合、所述第三解系数集合和所述第四解系数集合，确定所述解方阵集合。
25.可选地，在本技术的一个实施例中，所述从所述解方阵集合中选择任一可逆的解方阵作为所述目标方阵，包括：
26.获取所述解方阵集合中至少一个可逆的解方阵，得到可逆方阵集合；
27.根据所述变换矩阵确定判别方程；
28.遍历所述可逆方阵集合，从所述可逆方阵集合中获取任一满足判别方程的可逆方阵，将所述可逆方阵作为所述目标方阵；
29.若没有从所述可逆方阵集合中获取到满足判别方程的可逆方阵，则判定所述目标系统不可进行微分无源化控制。
30.可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述目标方阵对所述目标系统进行微分无源化控制，包括：
31.根据所述目标方阵确定输入前馈控制方程和输出反馈控制方程；
32.获取所述目标系统的输入状态输出模型；
33.根据所述输入前馈控制方程和所述输出反馈控制方程对所述输入状态输出模型进行微分无源化控制。
34.可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述目标方阵确定输入前馈控制方程和输出反馈控制方程，包括：
35.根据所述目标方阵确定第一增益方阵、第二增益方阵、第三增益方阵和第四增益方阵；
36.根据下式确定所述输出反馈控制方程：
[0037][0038]
其中，e为第三增益方阵，f为第四增益方阵，u(t)为微分无源化控制对应的输入参数，uc为预设输入偏置量，y(t)为微分无源化控制对应的输出参数，yc为预设输出偏置量，为所述输入状态输出模型对应的输入参数；
[0039]
根据下式确定所述输入前馈控制方程：
[0040][0041]
其中，c为第一增益方阵，d为第二增益方阵，为所述输入状态输出模型对应的输入参数，为所述输入状态输出模型对应的输出参数，y(t)为微分无源化控制对应的输出参数，yc为预设输出偏置量。
[0042]
可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述目标方阵确定第一增益方阵、第二增益方阵、第三增益方阵和第四增益方阵，包括：
[0043]
根据所述目标方阵确定所述第一增益方阵和所述第二增益方阵；
[0044]
获取所述目标方阵对应的逆矩阵；
[0045]
根据所述逆矩阵确定所述第三增益方阵和所述第四增益方阵。
[0046]
可选地，在本技术的一个实施例中，所述获取所述目标系统的输入状态输出模型，包括：
[0047]
确定所述目标系统的动态模型；
[0048]
根据所述动态模型确定所述目标系统的输入状态输出模型。
[0049]
综上，本技术第一方面实施例提出的方法，通过获取目标系统的初始微分无源参数以及目标微分无源参数；根据所述初始微分无源参数以及所述目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵；所述变换矩阵为方块矩阵；根据所述目标方阵对所述目标系统进行微分无源化控制。因此通过目标方阵对目标系统进行微分无源化控制，本技术可以使不具备微分无源性的目标系统具备微分无源性。
[0050]
为达到上述目的，本技术第二方面实施例提出的一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制系统，包括：
[0051]
参数获取单元，用于获取目标系统的初始微分无源参数以及目标微分无源参数；
[0052]
方阵计算单元，用于根据所述初始微分无源参数以及所述目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵；
[0053]
系统控制单元，用于根据所述目标方阵对所述目标系统进行微分无源化控制。
[0054]
综上，本技术第二方面实施例提出的系统，通过参数获取单元获取目标系统的初始微分无源参数以及目标微分无源参数；方阵计算单元根据所述初始微分无源参数以及所述目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵；系统控制单元根据所述目标方阵对所述目标系统进行微分无源化控制。因此通过目标方阵对目标系统进行微分无源化控
制，本技术可以使不具备微分无源性的目标系统具备微分无源性。
[0055]
本技术附加的方面和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，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0056]
本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0057]
图1为本技术实施例所提供的一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制方法的流程图；
[0058]
图2为本技术实施例所提供的一种电力系统微分无源化控制的结构示意图。
[0059]
图3为本技术实施例所提供的一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0060]
下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0061]
根据一些实施例，相关技术中，对不具备微分无源性的系统进行无源化控制时，主要采用非线性系统无源化控制技术。该非线性系统无源化控制技术是基于非线性系统几何理论的反馈无源化控制技术，该反馈无源化控制技术包括但不限于状态反馈无源化、输出反馈无源化，以及静态反馈、动态反馈等。
[0062]
在一些实施例中，采用该非线性系统无源化控制技术对不具备微分无源性的系统进行无源化控制时，首先要求该不具备微分无源性的系统的相对阶为1且是弱最小相位；然后通过非线性坐标变换将该不具备微分无源性的系统变换为预设正则形式；最后通过构造李雅普诺夫lyapunov函数，或者求解非线性偏微分方程得到反馈控制律。
[0063]
易于理解的是，采用该非线性系统无源化控制技术对不具备微分无源性的系统进行无源化控制时，求解过程复杂，并且当该不具备微分无源性的系统不满足相对阶为1或弱最小相位条件时不能使用。另外，相关技术中，对不具备微分无源性的系统进行微分无源化控制时，主要针对常规的无源性系统，即输入和输出没有微分运算的无源性系统，在微分无源性中并不适用。
[0064]
下面结合具体的实施例对本技术进行详细说明。
[0065]
图1为本技术实施例所提供的一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制方法的流程图。
[0066]
如图1所示，本技术实施例提供的一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制方法，包括以下步骤：
[0067]
步骤110，获取目标系统的初始微分无源参数以及目标微分无源参数；
[0068]
步骤120，根据初始微分无源参数以及目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得
到目标方阵；变换矩阵为方块矩阵；
[0069]
步骤130，根据目标方阵对目标系统进行微分无源化控制。
[0070]
根据一些实施例，目标系统指的是不具备微分无源性的系统。该目标系统并不特指某一固定系统。例如，该目标系统可以为电力系统中任一不具备微分无源性的并网设备对应的输入-状态-输出系统。该并网设备包括但不限于同步发电机、逆变器等等。
[0071]
在一些实施例中，电力系统中任一并网设备对应的输入-状态-输出系统对应的输入状态输出模型可以根据下式表示：
[0072][0073]
其中，∑为输入状态输出模型，x为该并网设备的状态变量且u为该并网设备的输入变量且y为该并网设备的输出变量且f(
·
)、h(
·
)为连续可微函数。
[0074]
需要说明的是，当存在一个连续可微函数一个单连通开集区域以及类函数α，β，γ，且使得该输入状态输出模型同时满足以下两种条件时：
[0075]
第一种条件：α(‖f(x,u)‖)≤s(x,u)≤β(‖f(x,u)‖)；
[0076]
第二种条件：和和和其中，
[0077]
其中，为m维向量。σ为第一初始微分无源参数，ρ为第二初始微分无源参数；
[0078]
若σ《0，则该输入状态输出模型对应的输入-状态-输出系统的输入微分无源性不足；若σ》0，则该输入状态输出模型对应的输入-状态-输出系统的输入微分无源性过剩；
[0079]
若ρ《0，则该输入状态输出模型对应的输入-状态-输出系统的输出微分无源性不足；若ρ》0，则该输入状态输出模型对应的输入-状态-输出系统的输入微分无源性过剩。
[0080]
因此，当σ《0，或者ρ《0时，该输入状态输出模型对应的输入-状态-输出系统的微分无源不足；
[0081]
当σ＝0，且ρ＝0时，该输入状态输出模型对应的输入-状态-输出系统为微分无源系统；
[0082]
当σ＞0，且ρ＞0时，该输入状态输出模型对应的输入-状态-输出系统为微分无源过剩系统。
[0083]
在一些实施例中，微分无源系统与微分无源过剩系统对应的目标系统均满足微分无源性。
[0084]
易于理解的是，(σ,ρ)可以作为目标系统的初始微分无源参数，此时，可以设置对应的目标微分无源参数为(α,β)，其中，α为第一目标微分无源参数，β为第二目标微分无源参数。
[0085]
在本技术实施例中，根据初始微分无源参数以及目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵，包括：
[0086]
根据初始微分无源参数、目标微分无源参数和变换矩阵，确定不定方程组；
[0087]
将不定方程组转换为确定方程组，并对确定方程组进行求解，得到解方阵集合；
[0088]
从解方阵集合中选择任一可逆的解方阵作为目标方阵。
[0089]
根据一些实施例，变换矩阵可以为一个可逆的常数方阵其中，2m为变换矩阵的秩；
[0090]
在一些实施例中，变换矩阵的秩并不特指某一固定数值。该变换矩阵的秩例如可以根据输入状态输出模型对应的输入参数的变化而变化，也可以根据输入状态输出模型对应的输出参数的变化而变化。
[0091]
例如，当输入状态输出模型对应的输入参数为二维向量时，m＝2，该变换矩阵的秩为2*2＝4。
[0092]
易于理解的是，根据初始微分无源参数以及目标微分无源参数对变换矩阵进行计算的过程中，只需要求解多项式代数方程组，求解过程简单，因此可以提高目标方阵的获取效率。
[0093]
在本技术实施例中，变换矩阵包括第一子方阵、第二子方阵、第三子方阵和第四子方阵；第一子方阵、第二子方阵、第三子方阵和第四子方阵的秩相等；将不定方程组转换为确定方程组，并对确定方程组进行求解，得到解方阵集合，包括：
[0094]
根据变换矩阵确定不定方程组对应的未知参数集合，未知参数集合包括第一未知参数集合和第二未知参数集合，第一未知参数集合包括未知参数集合中至少一个未知参数，第二未知参数集合包括未知参数集合中除第一未知参数集合之外的所有未知参数；
[0095]
令第二未知参数集合对应的未知参数的数量等于不定方程组对应的方程的数量，并对第一未知参数集合中所有未知参数进行赋值，从而将不定方程组转换为确定方程组；
[0096]
对确定方程组进行求解，得到第一解子方阵集合、第二解子方阵集合、第三解子方阵集合和第四解子方阵集合；
[0097]
根据第一解子方阵集合、第二解子方阵集合、第三解子方阵集合和第四解子方阵集合，确定解方阵集合。
[0098]
根据一些实施例，可以采用待定系数法对确定方程组进行求解。具体可以根据下式表示变换矩阵：
[0099][0100]
其中，a为第一子方阵且b为第二子方阵且c为第三子方阵且d为第四子方阵且a、b、c、d每个矩阵中都有m2个待定系数，即共有4m2个待定系数。
[0101]
在一些实施例中，根据初始微分无源参数、目标微分无源参数和变换矩阵，确定不定方程组时，具体根据下式表示不定方程组：
[0102][0103]
其中，im为秩为m的单位矩阵。
[0104]
易于理解的是，该不定方程组中共有3m2个方程，4m2个未知数，因此可以存在无穷多解。因此在对该不定方程组进行求解的过程中，需要首先给任意m2个未知数赋值，从而令该不定方程组中方程的个数和未知数的个数相等，进而将该不定方程组转换为确定方程组。确定方程组为多元多项式方程组，在复数域上一定有界，且解的数目为有限个，可以对该确定方程组进行高效求解。
[0105]
在一些实施例中，当根据第一解子方阵集合、第二解子方阵集合、第三解子方阵集合和第四解子方阵集合，确定解方阵集合时，可以遍历第一解子方阵集合、第二解子方阵集合、第三解子方阵集合和第四解子方阵集合，并从中选取对应的第一实数解集合、第二实数解集合、第三实数解集合和第四实数解集合，从而根据该第一实数解集合、第二实数解集合、第三实数解集合和第四实数解集合确定解方阵集合。
[0106]
在本技术实施例中，变换矩阵包括第一子数量矩阵、第二子数量矩阵、第三子数量矩阵和第四子数量矩阵；第一子数量矩阵、第二子数量矩阵、第三子数量矩阵和第四子数量矩阵的秩相等；将不定方程组转换为确定方程组，并对确定方程组进行求解，得到解方阵集合，包括：
[0107]
根据第一子数量矩阵、第二子数量矩阵、第三子数量矩阵和第四子数量矩阵将不定方程组退化为系数方程组；
[0108]
将系数方程组转换为确定方程组；
[0109]
对确定方程组进行求解，得到第一解系数集合、第二解系数集合，第三解系数集合和第四解系数集合；
[0110]
根据第一解系数集合、第二解系数集合、第三解系数集合和第四解系数集合，确定解方阵集合。
[0111]
根据一些实施例，当设定变换矩阵中的第一子方阵、第二子方阵、第三子方阵和第四子方阵为数量矩阵，即a＝aim，b＝bim，c＝cim，d＝dim时，可以将不定方程组退化为系数方程组，该系数方程组可以根据下式表示：
[0112][0113]
其中，a为第一待定系数且b为第二待定系数且c为第三待定系数且d为第四待定系数且
[0114]
易于理解的是，该系数方程组中共有3个方程，4个未知数，给a,b,c,d这4个未知数中任意一个赋值，可以令该系数方程组中方程的个数和未知数的个数相等，进而将该系数方程组转换为确定方程组。
[0115]
在本技术实施例中，从解方阵集合中选择任一可逆的解方阵作为目标方阵，包括：
[0116]
获取解方阵集合中至少一个可逆的解方阵，得到可逆方阵集合；
[0117]
根据变换矩阵确定判别方程；
[0118]
遍历可逆方阵集合，从可逆方阵集合中获取任一满足判别方程的可逆方阵，将可逆方阵作为目标方阵；
[0119]
若没有从可逆方阵集合中获取到满足判别方程的可逆方阵，则判定目标系统不可进行微分无源化控制。
[0120]
根据一些实施例，变换矩阵对应的逆矩阵可以根据下式表示：
[0121][0122]
其中，t-1
为变换矩阵对应的逆矩阵，e为第一子逆方阵且f为第二子逆方阵且g为第三子逆方阵且h为第四子逆方阵且
[0123]
在一些实施例中，可以根据下式表示判别方程：
[0124][0125]
其中，为任意预设参数，
[0126]
在一些实施例中，获取满足判别方程的可逆方阵的过程中，具体可以根据可逆方阵以及可逆方阵对应的逆矩阵，给判别方程中的c、d、e、f赋值，得到赋值后的判别方程；进而对该赋值后的判别方程进行判别，即检验赋值后的判别方程对任意的和任意的来说，是否存在唯一的若是，则说明判别通过，该可逆方阵满足判别方程；若否，则说明判别不通过，该可逆方阵不满足判别方程。
[0127]
在一些实施例中，当函数h(
·
)与u呈仿射关系，即y＝h1(x) h2(x)u时，若对赋值后的判别方程进行判别，可以对矩阵i
m-fc-fdh2(x)进行赋值，进而判定赋值后的矩阵是否对任意的可逆。若是，则说明判别通过，该可逆方阵满足判别方程；若否，则说明判别不通过，该可逆方阵不满足判别方程。
[0128]
在一些实施例中，当函数h(
·
)与u无关，即y＝h(x)时，若对赋值后的判别方程进行判别，可以对矩阵i
m-fc进行赋值，进而判定赋值后的矩阵是否可逆。若是，则说明判别通过，该可逆方阵满足判别方程；若否，则说明判别不通过，该可逆方阵不满足判别方程。
[0129]
易于理解的是，本技术实施例提供的方法只需检验一个判别条件，适用于一般的非线性输入-状态-输出系统，可以适用于电力系统中的大多数并网设备，适用面广。
[0130]
在本技术实施例中，根据目标方阵对目标系统进行微分无源化控制，包括：
[0131]
根据目标方阵确定输入前馈控制方程和输出反馈控制方程；
[0132]
获取目标系统的输入状态输出模型；
[0133]
根据输入前馈控制方程和输出反馈控制方程对输入状态输出模型进行微分无源化控制。
[0134]
在本技术实施例中，根据目标方阵确定输入前馈控制方程和输出反馈控制方程，包括：
[0135]
根据目标方阵确定第一增益方阵、第二增益方阵、第三增益方阵和第四增益方阵；
[0136]
根据下式确定输出反馈控制方程：
[0137][0138]
其中，e为第三增益方阵，f为第四增益方阵，u(t)为微分无源化控制对应的输入参数，uc为预设输入偏置量，y(t)为微分无源化控制对应的输出参数，yc为预设输出偏置量，为输入状态输出模型对应的输入参数；
[0139]
根据下式确定输入前馈控制方程：
[0140][0141]
其中，c为第一增益方阵，d为第二增益方阵，为输入状态输出模型对应的输入参数，为输入状态输出模型对应的输出参数，y(t)为微分无源化控制对应的输出参数，yc为预设输出偏置量。
[0142]
根据一些实施例，第一增益方阵为变换矩阵中的第三子方阵；第二增益方阵为变换矩阵中的第四子方阵；第三增益方阵为变换矩阵对应的逆矩阵中的第一子逆方阵；第四增益方阵对应的逆矩阵中的第二子逆方阵。
[0143]
根据一些实施例，图2为本技术实施例所提供的一种电力系统微分无源化控制器的结构示意图。如图2所示，∑为目标系统对应的输入状态输出模型，即针对∑输入时，∑可以输出根据目标方阵可以给c、d、e、f赋值，进而可以输入状态输出模型进行微分无源化控制，此时，虚线框对应的系统具备微分无源性，且对应的微分无源参数为(α,β)。
[0144]
易于理解的是，本技术实施例所提供的一种电力系统微分无源化控制器仅在原系统上增加输入前馈和输出反馈通道，设计简洁、容易实施。
[0145]
在本技术实施例中，根据目标方阵确定第一增益方阵、第二增益方阵、第三增益方阵和第四增益方阵，包括：
[0146]
根据目标方阵确定第一增益方阵和第二增益方阵；
[0147]
获取目标方阵对应的逆矩阵；
[0148]
根据逆矩阵确定第三增益方阵和第四增益方阵。
[0149]
在本技术实施例中，获取目标系统的输入状态输出模型，包括：
[0150]
确定目标系统的动态模型；
[0151]
根据动态模型确定目标系统的输入状态输出模型。
[0152]
以一个场景举例，当目标系统为采用虚拟同步机控制的电力电子型电源时，该采用虚拟同步机控制的电力电子型电源对应的动态模型可以根据下式表示：
[0153][0154]
其中，m为虚拟惯量，且m》0，d1为阻尼，θ为设备并网点的节点电压在dq坐标系下的相角，v为设备并网点的节点电压在dq坐标系下的幅值，ω为虚拟频率，p
ref
为预设的参考输出有功功率，q
ref
为预设的参考输出无功功率，v
ref
为预设的参考输出节点电压幅值，t为电压控制时间常数且t》0，ki为频率有功调节控制积分系数，kq为无功调节系数，p为设备发出的有功功率，q为设备发出的无功功率。
[0155]
在一些实施例中，设备发出的有功功率以及设备发出的无功功率满足的约束条件可以根据下式表示：
[0156]
p＝i
qvq
i
dvd
＝iqvcosθ idvsinθ
[0157]
q＝i
qvd-i
dvq
＝iqvsinθ-idvcosθ
[0158]
其中，vq,vd为设备并网点的节点电压在dq坐标系下的分量，iq,id为设备并网点的注入电流在dq坐标系下的分量。
[0159]
在一些实施例中，设备并网点的输出节点在dq坐标系下的分量可以根据下式表示：
[0160]vq
＝vcosθ,vd＝vsinθ
[0161]
其中，vq、vd为设备并网点的输出节点在dq坐标系下的分量。
[0162]
易于理解的是，根据动态模型、约束条件以及输出节点在dq坐标系下的分量可以确定输入状态输出模型，其中，输入u＝-(iq,id)
t
，状态x＝(θ,ω,v)，输入y＝(vq,vd)
t
。
[0163]
根据一些实施例，采用虚拟同步机控制的电力电子型电源在输入-输出选取下不满足微分无源性，即微分无源性不足，其微分无源参数为(σ,ρ)＝(-0.499,-0.485)，因此，采用本技术实施例所提供的方法对其进行微分无源化控制，具体步骤如下：
[0164]
步骤210：获取采用虚拟同步机控制的电力电子型电源对应的输入状态输出模型；获取初始微分无源参数(σ,ρ)＝(-0.499,-0.485)；获取目标微分无源参数(α,β)＝(0,0)；
[0165]
步骤220：确定变换矩阵；由于输入状态输出模型对应的输入参数以及输出参数为二维向量，即m＝2，因此确定变换矩阵为四维实矩阵。
[0166]
步骤230：确定a＝ai2，b＝bi2，c＝ci2，d＝di2，根据a、b、c、d将不定方程组退化为系数方程组，并带入(α,β)＝(0,0)，得到的第一系数方程组可以根据下式表示：
[0167][0168]
步骤240：给d赋值d＝1，对第一系数方程组进行求解，可以得到以下两组实数解：
[0169]
第一实数解：
[0170]
第二实数解：
[0171]
步骤250：由于第一实数解和第二实数解对应的矩阵均可逆，本技术实施例选取第一实数解来确定目标方阵；得到的目标方阵为：
[0172][0173]
得到的目标方阵的逆矩阵为：
[0174][0175]
步骤260：根据目标方阵以及目标方阵对应的逆矩阵，给判别方程中的c、d、e、f赋值，得到赋值后的判别方程；进而对该赋值后的判别方程进行判别。由于本技术实施例对应的函数h(
·
)与u无关，仅需检验矩阵i
m-fc是否可逆即可。计算得det(i
2-fc)＝25.5651≠0，因此，矩阵i
m-fc可逆，判别通过。
[0176]
步骤270：根据目标方阵确定第一增益方阵、第二增益方阵、第三增益方阵和第四增益方阵；输入预设的输入偏置量uc和预设的输出偏置量yc，按照输出反馈控制方程以及输入前馈控制方程对采用虚拟同步机控制的电力电子型电源进行微分无源控制。
[0177]
易于理解的是，微分无源控制后的采用虚拟同步机控制的电力电子型电源的微分无源性指标(α,β)＝(0,0)。
[0178]
综上，本技术实施例提出的方法，通过获取目标系统的初始微分无源参数以及目标微分无源参数；根据初始微分无源参数以及目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵；变换矩阵为方块矩阵；根据目标方阵对目标系统进行微分无源化控制。因此通过目标方阵对目标系统进行微分无源化控制，本技术可以使不具备微分无源性的目标系统具备微分无源性。
[0179]
为了实现上述实施例，本技术还提出一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制系统。
[0180]
图3为本技术实施例提供的一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制系统的结构示意图。
[0181]
如图3所示，一种基于变换矩阵的电力系统微分无源化控制系统300，包括：
[0182]
参数获取单元310，用于获取目标系统的初始微分无源参数以及目标微分无源参数；
[0183]
方阵计算单元320，用于根据初始微分无源参数以及目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵；
[0184]
系统控制单元330，用于根据目标方阵对目标系统进行微分无源化控制。
[0185]
综上，本技术实施例提出的系统，通过参数获取单元获取目标系统的初始微分无源参数以及目标微分无源参数；方阵计算单元根据初始微分无源参数以及目标微分无源参数对变换矩阵进行计算，得到目标方阵；系统控制单元根据目标方阵对目标系统进行微分无源化控制。因此通过目标方阵对目标系统进行微分无源化控制，本技术可以使不具备微分无源性的目标系统具备微分无源性。
[0186]
需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0187]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0188]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0189]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0190]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0191]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0192]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0193]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。