[发明专利]一种风电场参与一次调频的频率控制优化方法

说明书

本发明公开了一种风电场参与一次调频的频率控制优化方法，其包括以下步骤：S1、建立频率控制模型；S2、获取电网频率；S3、判断当前电网频率是否偏离设定值；S4、获取惯性控制模型的输出控制值；获取频率控制模型输出控制值；S5、获取减载控制模型的输出控制值；S6、获取惯性控制模型的输出控制值；S7、获取风电机组向电网输出的功率；S8、将风电机组向电网输出的功率、原动机输出功率和负载功率输入到发电机负荷模型，得到调整后的频率；S9、通过强化学习优化当前频率控制模型的目标参数，返回步骤S2，实现持续优化。本方法不仅可快速地响应系统频率的暂态变化，缓解了传统调频机组的压力，也实现了风电场的永久参与。

技术领域

本发明涉及电网调频领域，具体涉及一种风电场参与一次调频的频率控制优化方法。

背景技术

近年来，风能作为一种清洁的新型能源，以其丰富的储量、廉价的成本、等特点成为可再生能源开发利用的重点研究对象。然而，由于风力发电具有间歇性、随机性、波动性的特点，对电网的安全稳定运行造成了一系列的冲击，尤其影响电网的频率，在具有风电高渗透率的系统中，上述问题尤为突出。

因此，为了维持系统的频率稳定，同时有效地利用风能资源，风电场应与传统机组一样共同调节电网频率。虽然风电机组不具备传统机组的惯性响应和一次调频能力，但是其基于电力电子变换器的有功控制系统为风电参与频率调节提供了控制基础。如此一来，风电机组通过调整有功出力就可以实现对电网频率的调节。

目前，国内外在风电参与调频方面开展了大量的研究，大体上可归为两类，一类是无备用容量的惯性控制，另一类是有备用容量的一次调频控制，包括超速控制和桨距角控制。

然而，大多数调频方法基本没有考虑系统频率响应的非线性特性，仅是对风电场有功功率系统的控制方法进行了研究，在应对不同的频率偏差时，风电机组的有功输出仍不理想。因此，为了充分利用风电资源，更好地响应系统频率变化，有必要进一步优化有功出力调整方案。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种风电场参与一次调频的频率控制优化方法解决了现有风电场在应对不同的频率偏差时风电机组的有功输出不理想的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种风电场参与一次调频的频率控制优化方法，其包括以下步骤：

S1、建立频率控制模型，初始化频率控制模型的目标参数，目标参数包括风电场惯性、风电场阻尼和风电场稳态输出变化的辅助控制常数；

S2、获取当前电网频率；

S3、判断当前电网频率是否偏离设定值，若是则进入步骤S4，否则返回步骤S2；

S4、将电网频率的偏离值输入惯性控制模型，得到惯性控制模型的输出控制值A1；将电网频率的偏离值输入当前频率控制模型，得到输出控制值

S5、将值A1输入减载控制模型，得到减载控制模型的输出控制值A2；

S6、将控制值A2对应的转子转速变化量反馈至惯性控制模型，得到惯性控制模型的输出控制值A3；

S7、将值A3与值相加后输入风机动力模型，得到风电机组向电网输出的功率ΔP_WF；

S8、将功率ΔP_WF、原动机输出功率和负载功率输入到发电机负荷模型，得到调整后的频率；

S9、判断是否继续进行频率优化，若是则通过强化学习优化当前频率控制模型的目标参数，并返回步骤S2；否则结束频率优化。

进一步地，步骤S1中建立频率控制模型，初始化频率控制模型的目标参数的具体方法为：