[发明专利]一种大规模新能源并网下DFIG参与机网协调控制方法

说明书

本申请提供了一种大规模新能源并网下DFIG参与机网协调控制方法，提出了根据风速段整定风电机组运行工况的思路，在传统DFIG控制策略的基础上附加了虚拟惯性控制环节和基于工况的变下垂控制系数环节，同时对下垂控制参数的取值进行调优分析，通过整定不同工况下的下垂控制系数取值，使风电机组在各个风速段都能积极响应系统惯性；由整定出的DFIG运行工况，结合下垂控制、虚拟惯性控制以及超速减载、变桨距控制4种方式在不同工况下相互协同合作，制定与工况相适应的机网协调控制策略，使风机更充分地进行调频，既可满足电网频率调整的需求，又能尽量减少风机减载备用产生的弃风。

技术领域

本申请涉及风力发电调频控制技术领域，尤其涉及一种大规模新能源并网下DFIG参与机网协调控制方法。

背景技术

随着能源产业的快速发展，近年来，推广可持续、环境友好型能源成为一大重要议题。电网中新能源渗透率逐年递增。与火电水电等传统能源不同，新能源中占较大比重的风力发电具有时间脉动性以及不确定性。汽轮机和水轮机的发电机转子转速和系统频率相互耦合，具有较好的机网协调能力。而风电机组内部存在逆变过程，这使得其对电网端呈现出无惯性状态。同时风电采用最大功率点跟踪策略运行，没有预留备用功率参与系统调频。当电力系统中出现故障或者负荷突变时新能源机组无法提供功率支撑，大规模新能源并网会对电网频率稳定、功率输出稳定等方面产生影响。

因此针对新能源并网后机网协调问题，国内外部分电网要求新能源电场要和常规电场一样具备能够参与机网协调运行的调频能力。

发明内容

本申请提供了一种大规模新能源并网下DFIG参与机网协调控制方法，提出了根据风速段整定风电机组运行工况的思路，在传统DFIG控制策略的基础上附加了虚拟惯性控制环节和基于工况的变下垂控制系数环节，使得DFIG对系统频率变化有所响应，同时对下垂控制参数的取值进行调优分析，由整定出的DFIG运行工况，结合下垂控制、虚拟惯性控制以及超速减载、变桨距控制4种方式在不同工况下相互协同合作。

本申请采用的技术方案如下：

一种大规模新能源并网下DFIG参与机网协调控制方法，包括以下步骤：

测定DFIE的当前风速Vw；

对虚拟惯性系数取固定值，并根据当前运行工况确定下垂控制系数K_p、减载系数d％和控制动作，限功率下DFIG有功出力；所述运行工况包括低风速段、中风速段和高风速段；

若所述当前风速Vw处于低风速段，计算所述低风速段的下垂控制系数K_p1和减载系数d_l％，采用超速减载控制动作，限功率下DFIG有功功率ΔP₁；

若所述当前风速Vw处于中风速段，计算所述中风速段的下垂控制系数K_p2和减载系数d_m％，采用超速减载和变桨距控制动作，限功率下DFIG有功功率ΔP₂；

若所述当前风速Vw处于高风速段，计算所述高风速段的下垂控制系数K_p3和减载系数d_h％，采用变桨距控制动作，限功率下DFIG有功功率ΔP₃；

由所述运行工况的减载系数判定DFIG输入到电网的有功功率ΔP。

进一步地，所述低风速段的风速范围是V_切入-V_W1，所述中风速段的风速范围是V_W1-V_W2，所述高风速段的风速范围是V_W2-V_切出；所述V_W1为中、低风速的分界点，所述V_W2为中、高风速的分界点，所述V_切入为切入风速，所述V_切出为切出风速。