[发明专利]一种风电场可用惯量评估方法

说明书

本发明公开了一种风电场可用惯量评估方法，包括：基于物理因素影响下风场平均风速的时空分布特性，并利用混合Copula函数，构建大气湍流影响下的瞬时风速条件概率分布模型；以双馈风电机组虚拟惯量控制下的运行方式建立风机可用惯性动能和惯性功率增量的估算模型，并额外考虑实际运行中风场各风机的运行工况，得到基于一定置信度下全风场的可用惯量的区间评估曲线。本申请所提的置信区间评估结果误差较小，具有较高的可信度。

技术领域

本发明属于风电评估技术领域，尤其涉及一种风电场可用惯量评估方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

风力发电因其清洁、高效和可再生等特点而成为了目前最具开发价值的新能源发电形式之一，但是随着风电在电网中渗透率不断提高，大量火电机组被风电所替代，整个电力系统的可用转动惯量持续减少，频率响应能力降低。在日益减少的火电机组逐渐难以独立承担不断增加的调频压力情况下，电网一定程度要求风电机组具备参与系统频率调整的能力。这种能力包含惯性响应、一次调频以及二次调频等多种时间尺度的频率响应方式。

发明人在研究中发现，目前国内外学者对于风电机组参与惯性响应的研究多集中于优化风机调频控制策略方面。文献“Morren J,Haan S W H D, Kling W L,et al.Windturbines emulating inertia and supporting primary frequency control[J].IEEETransactions on Power Systems,2006, 21(1):433-434.”提出了风机的虚拟惯量的概念，通过虚拟惯量控制风电机组可以吸收或释放转子动能来响应电网的频率波动。当风机通过降低转速释放旋转动能参与调频后，发电机转子需要吸收电网有功恢复转速，电网会出现频率的二次跌落现象。

针对该现象，文献“陈宇航，王刚，侍乔明，付立军，蒋文韬，黄河. 一种新型风电场虚拟惯量协同控制策略[J].电力系统自动化，2015， 39(05):27-33.”引入了风机转子动能评估因子的概念，根据该参数协调各台风机参与频率响应的方式，从而达到抑制频率二次跌落的目的。

文献“丁磊，尹善耀，王同晓，姜吉平，程法民，司君诚.结合超速备用和模拟惯性的双馈风机频率控制策略[J].电网技术，2015，39(09):2385-2391.”则是提出通过超速备用控制使风机越过MPPT点运行，风机转子转速预留了可观的减速裕度，通过将减载控制和虚拟惯量控制相结合，最大化风电机组调频能力，同时可以有效解决转子转速恢复过程中造成的频率二次跌落问题。

相较而言，现有研究中针对风电机组或风电场参与电网调频服务能力的评估分析相对较少。文献“Wu L,Infield D.Power system frequency management challenges-aprobabilistic approach to assessing wind farm potential for aiding systemfrequency stability[C]//Renewable Power Generation Conference.IET,2013.”及“Wu L,Infield D.Towards an assessment of power system frequency support fromwind plant-modeling aggregate inertial response[J].IEEE Transactions onPower Systems,2013, 28(3):2283-2291.”中提出一种基于虚拟惯量控制原理下的风机惯性能力的评估方法，通过对大气湍流的高斯概率分布模型进行分块处理来评估出特定平均风速下的风电场联合惯性响应能力。