[发明专利]基于可变下垂系数风电机组参与电网一次调频的控制方法

说明书

本发明属于风力发电技术领域，公开了一种基于可变下垂系数风电机组参与电网一次调频的控制方法，利用风电机组可变下垂控制系数每台DFIG根据当前风速不断优化各自的调差系数，自动决定每台机组的调频出力深度。本发明给出根据风电场中每台风电机组的当前风速不断优化其调差系数的调频策略，使得风电场内部每台风电机组可以根据当前备用容量自动决定其调频深度；从整个电网调频效果的角度考虑，当风电场中的风电机组根据当前风速采用不同的控制系数，风电场可以更加充分地参与调频。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种基于可变下垂系数风电机组参与电网一次调频的控制方法。

背景技术

随着能源危机和环境问题日益严峻，风电作为清洁的可再生能源在全球范围内得到了前所未有的关注。在我国风能资源丰富的地区，风电的渗透率已经超过20％，随着风电装机容量的不断增大以及渗透率的不断提高，大规模风电并网对电网的频率安全影响日益显现。2016年3月，国家能源局下达了2016年全国风电开发建设方案的通知，2016年全国风电开发建设总规模将达到3083万千瓦。为保持风电开发建设节奏，促进风电产业持续健康发展，国家能源局加强了对风电的消纳监管。而随着风电的渗透率逐渐增大，有必要使并网的风电协助电网进行频率调整，目前一些风电产业发达的国家已经开始要求风电场具备一定的调频能力，而相关的风电调频技术并未在实际工程中大规模应用，仍然还有很多需要继续完善的技术细节，因此研究合理可行的风电调频策略对我国今后的风电发展具有重要意义。在风电场中，即使是在同一时刻，风电机组的空间分布效应将会使得每台风机接受到不同的风速。在这样一种情况下，每台DFIG的储备容量也会因为风速的不同而不同。DFIG的调频系数将决定机组的调频出力。然而，风电机组的调频能力与其当前风速紧密相关，在低风速段，风电机组的减载备用较少，调频能力有限，若过分利用风电机组减载备用能量和转子动能将容易导致风机失速退出运行；而在高风速的情况下，风电机组的减载备用比较充足，可提供的调频功率多，调频能力较强。因此，在风机参与调频的过程中，设置一个较大的调差系数可以保证风机调频时运行的稳定性，却也会导致其调频出力不够，调频效果不佳。而为了增加减载风机的调频出力，其调差系数必须尽可能低。但是如果风电场中所有的风机均设置同样低的调差系数，电网中出现的频率偏差将会迫使所有的DFIG快速增加其有功输出，如果风电场中所有的机组当前风速同样足够高，则它们都能像期望的那样有足够的储备容量来满足电网的调频需求。然而，如果部分风机的风速不是足够高，一个同样低的调差系数将有可能导致机组调频时的不稳定运行，甚至退出运行，造成更大的有功缺额，使其调频效果适得其反。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的风电机组的调频能力存在调频能力有限，导致其调频出力不够，调频效果不佳，造成有功缺额。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于可变下垂系数风电机组参与电网一次调频的控制方法。

本发明是这样实现的，一种风电机组可变下垂控制系数，所述风电机组可变下垂控制系数为：

式中：取Δf₀＝0.2Hz，f_N为电网额定频率50Hz，P_WN为风机的额定功率，ΔP_W0为机组减载的储备功率。

进一步，DFIG的单位调节功率为：

当风电场中的n台风电机组均参与调频时，则风电场的等值单位调节功率为：

K_WΣ＝ΣK_Wi(i＝1,2,3...n)；

电网中出现频率偏差Δf时，DFIG的调频出力为：