(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210592716.X (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正 街 174号 (72)发明人 张谦　金旭旸　李语桐　张帆　 袁豪　周保荣　 (74)专利代理 机构 北京同恒源知识产权代理有 限公司 1 1275 专利代理师 廖曦 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 17/12(2006.01)G06F 17/18(2006.01) H02J 3/24(2006.01) H02J 3/38(2006.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 基于正交试验- 响应曲面法的双馈风机多参 数耦合方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于正交试验 ‑响应曲面法 的双馈风机多参数耦合方法， 属于电力技术领 域。 该方法包括以下步骤： S1： 建立双馈风电串补 并入弱网系统模型； S2： 双馈风电串补并入弱网 系统动态特性分析； S3： 指标权重的确立与评分； S4： 基于正交试验法的双馈风机多参数耦合优化 设计； S5： 基于响应曲面法的双馈风机多参数耦 合优化设计。 本发明采用正交试验法和响应曲面 法相结合的优化设计策略， 揭示了各控制器参数 之间的交互作用及对并网系统次同步振荡特性 和动态特性影 响的显著性， 有效提高了系统的抗 干扰性及在次同步频段的稳定性， 得到了最佳运 行参数组合， 实现了系统次同步振荡的有效抑 制。 权利要求书3页 说明书14页 附图9页 CN 115048777 A 2022.09.13 CN 115048777 A 1.基于正交试验 ‑响应曲面法的双馈风机多参数耦合方法， 其特征在于： 该方法包括以 下步骤： S1： 建立双馈风电串补并入弱网系统模型； S2： 双馈风电串补并入弱网系统动态特性分析； S3： 指标权 重的确立与评分； S4： 基于正交试验法的双馈风机多参数耦合优化设计； S5： 基于响应曲面法的双馈风机多参数耦合优化设计。 2.根据权利要求1所述的基于正交试验 ‑响应曲面法的双馈风机多参数耦合方法， 其特 征在于： 所述S1具体为： 将双馈风电串补并入弱网的整个系统分为风机侧及网侧两个部分建立dq轴小信号阻 抗模型， 风机侧由双馈风力发电机、 网侧变流器及其控制器、 转子侧变流器及其控制器、 锁 相环、 网侧滤波器以及直 流母线电容组成； 为分析系统在次同步频段的稳定性， 双馈风电串补并入弱网运行时， 电网侧阻抗等效 为RLC串联的形式， Rg、 Lg、 Cg分别代表传输线路上等效电阻、 等效电感和串补电容。 3.根据权利要求2所述的基于正交试验 ‑响应曲面法的双馈风机多参数耦合方法， 其特 征在于： 所述S2具体为： 选取发生扰动时的直流母线电压超调量积分平均值ΔUdc、 有功功率超调量积分平均值 ΔPs和电网电流角频率超调量积分平均值Δωs为评价指标， 其离散化计算方法如式(1)、 (2)和(3)所示： 式中ΔT为仿真步长5e‑6s， T为计算时长内ΔT的数量， Ui(t)、 Pi(t)和ωi(t)分别为扰动 发生后第i个时间点的直流母线电压、 有功功率和电网电流角频率， Usi(t)、 Psi(t)和ωsi(t) 分别为稳态运行时第i个时间点的直 流母线电压、 有功 功率和电网电流角频率。 4.根据权利要求3所述的基于正交试验 ‑响应曲面法的双馈风机多参数耦合方法， 其特 征在于： 所述S3具体为： S31： 层次分析 ‑变异系数复合加权法 将ΔUdc、 ΔPs和Δωs的优先顺序作为权重指标 予以量化， 3个指标分为3个层次， 确定 各 项指标的优先顺序为： ΔPs＞ΔUdc＞Δωs， 构建成对比较的优先判断矩阵； 一致性比例指数CR＝1.12e‑3＜0.1， 即判断矩阵通过一致性检验， 表明权重系数合 理有 效； 按照式(4)计算出各指标 的权重， p为判断矩阵的维数， 也即指标数， aij表示第i个指标 相对于第j个指标的重要程度值；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115048777 A 2引入客观赋权的变异系数法， 利用各评价指标所包含的信息， 根据各指标观测值与目 标值的变异 程度赋权， 观测值差异越大表明该指标越重要， 相应的指标权重就越 大； 各项指 标的变异系数公式如下： 式中p表示评价指标个数3， n表示试验次数， xij表示第i项评价指标 的第j组试验数据， 表示第i项评 价指标的平均值， σi表示第i项 评价指标的标准差， CVi表示第i项评价指标的 变异系数； 对变异系数进行归一 化处理， 进而得到各指标的权 重为： 层次分析 ‑变异系数复合加权法计算公式如下： S32： 综合评分法 采用最大最小归一 化方法， 计算公式如下： 式中min(xi)和max(xi)为第i项评价指标试验数据的最小值和最大值， xi'j为xij归一化 后的值； 以三项评价指标的综合评分值作为 最终参考指标： ODj＝(WA‑C1x1'j+WA‑C2x'2j+WA‑C3x'3j)×100,j＝1,2, ···,n    (11) 式中ODj表示第j组试验数据的综合评分值， WA‑C1、 WA‑C2和WA‑C3分别代表三项评价指标的 复合权重系数， x1'j、 x'2j和x'3j分别代表三项评价指标第j组试验数据的归一 化值。 5.根据权利要求4所述的基于正交试验 ‑响应曲面法的双馈风机多参数耦合方法， 其特 征在于： 所述S4具体为： S41： 极差分析 采用极差值对各因素敏感性进行评价， 判断各因素的影响程度： 极差值越大， 说明因素 水平的改变对评价指标影响越大； 极差的计算公式如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115048777 A 3