[发明专利]一种基于前馈控制的变速抽蓄机组快速一次调频方法

说明书

本发明公开了一种基于前馈控制的变速抽蓄机组快速一次调频方法，包括：S1：读取或判断机组工况信息，确定机组运行方向；S2：判断一次调频是否投入，如果投入，则进行暂态调节；否则退出暂态调节，置一次调频开度偏差和功率偏差为0；S3：根据机组运行方向，选择对应的模型数据，进行插值计算，获取机组的最优转速，以及最优转速时的最优开度；S4：计算协调控制器最终的功率输出和/或开度前馈；S5：根据机组运行方向，将最终的功率输出、开度前馈以及转速目标对应给定到交流励磁系统和调速系统，并返回S1进行循环控制。本发明实现了一次调频动作时交流励磁与调速器协调配合同时响应，从而实现了变转速机组的快速一次调频响应。

技术领域

本发明涉及抽水蓄能机组一次调频控制技术领域，特别涉及一种基于前馈控制的变速抽蓄机组快速一次调频方法。

背景技术

目前，风能、太阳能等新能源得到飞速发展，但由于风能和太阳能都属于无惯性发电系统，随着大量风能和太阳能的并网发电，对电网安全稳定运行带来很大挑战。抽水蓄能则成为当前新能源的重要组成部分，与传统定速机相比变速抽水蓄能机组除了具有调峰、调频、消峰填谷、事故备用、超级充电宝等功能功能外，还具有快速功率响应，利用飞轮效应实现的瞬时有功注入，增加电网稳定性等特点。要发挥变速机组快速响应，稳定电网频率的特性，变速机组就必须参与电网一次调频调节，合理的一次调频实现方案将是变速机组特性发挥的关键。

现有的方案大多是立足于孤立的调速系统或交流励磁系统来实现，没有统一协调，例如：专利号为CN202011161638.5，名称为一种可变速抽水蓄能机组调速器一次调频方法，把一次调频功能局限在调速系统中进行实现，没法发挥变速抽水蓄能机组交流励磁毫秒级(ms)功率响应的特点，因此和传统定速机组一次调频没有差别；

专利号为201910405338.8，名称为全功率变速抽水蓄能机组一次调频协调控制系统，虽然也协调调速系统和全功率变流器进行一次调频，但其方案只适应于全功率变流器；且其首先通过频差Δf获取ΔPf，再通过低筒滤波器获取ΔPfL，再与功率给定叠加获取有功给定Pref1，最后通过寻找最优转速ωref来实现一次调频，实现过程过于复杂且缓慢，有可能增加一次调频过渡过程调节时间，这容易引起暂态速动性与稳态稳定性之间的矛盾，即当一次调频频差交小时，很可能落入最优转速死区而不能调节；

专利号为201811556479.1，名称为一种基于径向基函数插值模型的变速机组协调控制方法，同样是利用一次调频引起的偏差叠加功率给定后再进行径向基插值计算，获取最优转速和最优开度，该专利没有区分暂态扰动和稳态控制，同样存在暂态速动性及稳态稳定性之间的矛盾，不能保证一次调频的可靠动作；同时该方案只适用于交流励磁转速优先模式，存在一定局限性，转速优先模式变流器以转速为目标是没法实现快速一次调频的功率补偿的，无法实现快速一次调频功能，且按照其调节模式还存在一次调频功率反调现象，这是电厂没法接收的，无法满足电网快速一次调频要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于前馈控制的变速抽蓄机组快速一次调频方法，在一次调频动作时，交流励磁与调速器协调配合同时响应，在最大发挥变速机组交流励磁ms级功率响应的特点的同时，协调调速系统进行快速开度补偿，进而实现变速机组快速一次调频响应。

本发明提供了一种基于前馈控制的变速抽蓄机组快速一次调频方法，具体技术方案如下：

S1：读取或判断机组工况信息，确定机组运行方向；

S2：判断一次调频是否投入，如果投入，则进行暂态调节，计算一次调频开度偏差ΔY和功率偏差ΔP；否则退出暂态调节，置一次调频开度偏差ΔY＝0，功率偏差ΔP＝0；

S3：根据机组运行方向，选择对应的模型数据，进行插值计算，获取机组的最优转速，以及最优转速时的最优开度；

S4：根据步骤S2获得的一次调频开度偏差ΔY和功率偏差ΔP，计算协调控制器最终的功率输出Pout和/或开度前馈Yout；