[发明专利]一种多风场最优调频方法及系统

权利要求书

1.一种多风场最优调频方法，其特征在于，基于非线性预测模型的频率支撑策略对多风场进行协同，在最恰当的时机提供最优的增发功率，平衡两个频率低点并提高最低频率，具体过程包括：

每隔设定时间收集节点负荷功率以及风场的平均风速；

所述节点负荷功率平衡方程如式(14)所示，

其中，为在t_k时刻从节点i流向节点j的有功功率；为节点i在时刻t_k的电压相角；X_ij为线路ij的电抗；L为线路(ij)的集合；G_i为连接在节点i的同步机的集合；W_i为连接在节点i的风场的集合；I为节点i的集合；I(i)为与节点i相连的节点的集合；为节点i在初始时刻t₀的有功功率；为节点i的有功扰动；

考虑同步机预测模型，风机预测模型，网络潮流模型以及稳定运行约束，构建非线性预测模型；

在不同的扰动幅度下对所述非线性预测模型进行求解，得到风场最优的风功率参考曲线；

对所述风功率参考曲线进行分段拟合，将拟合的功率参考曲线分配给风场控制器，以使风场控制器在检测到扰动后在线追踪功率参考曲线。

2.如权利要求1所述的一种多风场最优调频方法，其特征在于，所述预测模型的目标函数具体包括：最大化频率最低点；以及对频率支撑期间风场出力对MPPT功率的偏离量进行惩罚；

所述最大化频率最低点f_nadir由式(2)约束，

其中，f_nadir为系统频率低点；L为时间步数；为t_k时刻频率惯性中心的频率,其值可由式(3)计算得到；G为同步机集合；为同步机g在t_k时刻的频率；为以系统额定功率为参考值的为同步机g的惯性时间常数。

3.如权利要求1所述的一种多风场最优调频方法，其特征在于，基于单机频率响应模型预测扰动后同步机频率响应；

基于零阶保持离散方法，得到同步机频率动态响应的离散时间模型。

4.如权利要求1所述的一种多风场最优调频方法，其特征在于，风机能够通过释放转子动能来提供额外的功率以支撑频率；

风机转速取决于释放功率；风机出力约束满足：当风场s在频率支撑模式时，其出力被限制在区间中；其中，设置为MPPT模式下的功率，设置为转矩限制相关的功率；当频率支撑模式结束，风机应当切换到MPPT模式下来恢复转子速度。

5.如权利要求1所述的一种多风场最优调频方法，其特征在于，采用直流潮流模型近似网络潮流模型。

6.如权利要求1所述的一种多风场最优调频方法，其特征在于，确定风机转子转速的稳定运行区间，对风机出力的变化率进行约束以缓解对风机转子的机械扭力；由风机参与调频的系统频率会有两个频率低点，分别由扰动事件引起以及风机退出调频引起，两个频率低点都应当包括在优化区间当中。

7.如权利要求1所述的一种多风场最优调频方法，其特征在于，采用近似方法将非线性预测模型转化为凸SOCP模型，采用SSA求解算法迭代求解凸SOCP模型；所述凸SOCP模型及其求解算法被离线执行以获得不同扰动幅值下的最优的风场出力参考曲线。