[发明专利]一种基于虚拟同步机的电网调频控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于虚拟同步机的电网调频控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

当电网频率正常时，减小风机最优功率曲线对应的转矩，获取调频时需要的储备能量；当电网频率变化时，控制转矩恢复为风机最优功率曲线对应的最优转矩，释放储能；

还包括通过控制风机目标桨距角确定调频时需要的储备能量的过程，其中，所述风机目标桨距角的计算过程为：设定调频时需要的储备能量，采集当前风机的有功功率，根据设定的调频时需要的储备能量及当前风机的有功功率计算风能利用率，根据所述风能利用率计算所述风机目标桨距角；

所述风能利用率的计算公式为：

其中，P_d为调频时需要的储备能量，P₁为当前风机的有功功率，Cp₁为风能利用率；

风机目标桨距角的计算公式为：

其中，λ为叶尖速比，β为目标桨距角，ω为风轮角速度，R为风轮半径，V为上风向风速，i为中间变量，

2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步机的电网调频控制方法，其特征在于，计算得到风机目标桨距角后，对所述风机目标桨距角进行PI控制，根据PI控制输出量进行风机变桨控制。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟同步机的电网调频控制方法，其特征在于，还根据所述电网频率进行一次调频控制和/或惯性调频控制，当一次调频控制或惯性调频控制需要增加有功支撑时，释放储能。

4.一种基于虚拟同步机的电网调频控制装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行时的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

当电网频率正常时，减小风机最优功率曲线对应的转矩，储存调频时需要的能量；当电网频率变化时，控制转矩恢复为风机最优功率曲线对应的最优转矩，释放储能；

还包括通过控制风机目标桨距角确定调频时需要的储备能量的过程，其中，所述风机目标桨距角的计算过程为：设定调频时需要的储备能量，采集当前风机的有功功率，根据风能最优率计算风机最优运行时的功率，根据设定的调频时需要的储备能量及当前风机的有功功率计算风能利用率，再根据所述风能利用率计算所述风机目标桨距角；

所述风能利用率的计算公式为：

其中，P_d为调频时需要的储备能量，P₁为当前风机的有功功率，Cp₁为风能利用率；

风机目标桨距角的计算公式为：

其中，λ为叶尖速比，β为目标桨距角，ω为风轮角速度，R为风轮半径，V为上风向风速，i为中间变量，

5.根据权利要求4所述的基于虚拟同步机的电网调频控制装置，其特征在于，计算得到风机目标桨距角后，对所述风机目标桨距角进行PI控制，根据PI控制输出量进行风机变桨控制。

6.根据权利要求4所述的基于虚拟同步机的电网调频控制装置，其特征在于，还根据所述电网频率进行一次调频控制和/或惯性调频控制，当一次调频控制或惯性调频控制需要增加有功支撑时，释放储能。