[发明专利]一种计及发电量损失的风电机组调频自适应控制方法

说明书

本发明公开了一种计及发电量损失的风电机组调频自适应控制方法。为了解决现有技术中风电机组运行效益低和发电量损失大的问题，本发明采用下步骤：根据风电机组运行特性，建立风电机组静态功率数学模型；根据电网调频标准要求，计算出不同电网频率反馈信号f对应的调频响应值ΔP；为满足机组调频需求，对机组进行桨距角减载功率备用；在Matlab上编写拉格朗日乘子法程序求解出在不同输出功率点P_s，不同电网频率点f_n下的桨距角参考值θ(s，n)；采用双线性插值法进行调频自适应在线寻参工作对风电机组进行实时调频响应。优点提高了在线寻参效率，减少了发电量损失，具有较强的调频适应性及鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种电力系统稳定控制技术领域，尤其涉及一种计及发电量损失的风电机组调频自适应控制方法。

背景技术

随着可再生能源接入到电力系统中，传统的发电机在电力系统中的占比不断下降，高渗透率的可再生能源降低了电力系统的惯性，危及了系统的频率稳定性。具有大规模可再生能源的电网极易受到扰动故障和功率缺额的影响，甚至导致跳闸、级联故障和停电事故。

为了使风电机组在频率不稳定时能够参与电网一次调频，一般机组需进行减载备用有功。风电机组一般运行于最优功率跟踪曲线，可以通过减小风能利用系数来进行减载，而风能利用系数与叶尖速比和桨距角有关，即可以通过调节两者来减小功率输出。在风电机组通过减载控制获得备用功率的基础之上，引入附加功率控制环节后，就使得风电机组具备了参与电力系统一次调频的能力。

传统的调频控制策略就是通过修改目标转速来使风电机组运行在限功率状态，根据频率偏差信号及其频率下垂特性计算出调频目标值，将其发给风电机组作为有功功率控制指令。在大量的实际工程应用中，利用传统调频控制策略虽然能够实现参与电力系统一次调频，但由于风速波动的随机性、间歇性及波动性，需将风机初始功率目标值限制在较低水平才能够使其具备长期调频能力，以至于风电机组需长期处于低功率运行水平，增加了机组的发电量损失，减少了风电场的利润。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种考虑风电机组调频控制的电力系统机组组合优化方法”，其公告号CN112803487A，公开日为2021年5月14日，包括该发明一种考虑风电机组调频控制的电力系统机组组合优化方法，属于电力系统领域；该发明对风电机组采用超速减载与虚拟惯量控制，将风机调频因素考虑进计及动态频率约束的电力系统机组组合策略研究中。可实现当火电机组常规约束下的组合方式不满足频率限值要求时，在风机减载约束范围内对风机进行控制，使风电机组具备调频能力并且提高系统惯量。该发明并不能对风电机组进行实时的调频响应且调频适应性不强，也不能减少发风电机组的发电量损失。

发明内容

本发明主要解决现有技术中风电机组运行效益低和发电量损失大的问题；提供一种计及发电量损失的风电机组调频自适应控制方法，采用拉格朗日乘子法离线提取出频率-功率-桨距角之间的关系，提高了在线寻参效率；采用双线性插值法求解出风电机组桨距角给定值来对风电机组进行实时调频响应，减少了发电量损失，具有较强的调频适应性及鲁棒性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明包括以下步骤：

步骤1：根据风电机组运行特性，建立风电机组静态功率数学模型；

步骤2：根据电网调频标准要求，计算出不同电网频率反馈信号f对应的调频响应值ΔP；

步骤3：对机组进行桨距角减载功率备用；

步骤4：在程序软件上编写拉格朗日乘子法程序求解出在不同输出功率点P_s，不同电网频率点f_n下的桨距角参考值θ(s，n)；

步骤5：从步骤4中提取出频率-功率-桨距角之间的关系，将其导入至风电机组核心控制器中，在t时刻主控接收到电网频率与风电机组功率信息(f(t)，P(t))时，采用双线性插值法进行调频自适应在线寻参工作对风电机组进行实时调频响应。