一种用于风力发电机辅助频率的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种用于风力发电机辅助频率的控制方法及系统。该方法包括：获取电网频率偏差；将所述电网频率偏差输入风力发电机辅助频率控制逻辑模型，得到风力发电机辅助调频功率指令；其中所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型通过获取风力发电机下垂控制系数和风力发电机延时时间常数所计算得到。本发明专利技术实施例通过提供风力发电机辅助频率控制逻辑，能够使得风力发电机为电力系统提供最优的调频功率，改善电力系统频率响应特性，为电网安全稳定运行提供重要的保障。

A control method and system for auxiliary frequency of wind turbine

【技术实现步骤摘要】
一种用于风力发电机辅助频率的控制方法及系统
本专利技术涉及电力系统分析
，尤其涉及一种用于风力发电机辅助频率的控制方法及系统。
技术介绍
在普遍应用的交流电力系统中，频率决定于同步发电机转子的转速，系统频率与系统中有功功率的平衡密切相关。风力发电机通过电力电子装置并网，其输出电功率对于系统频率变化无响应。随着风电占比不断提高，风电参与调频可以改善电力系统频率特性，对于系统中发生功率扰动后维持频率稳定具有重要意义。风力发电机辅助频率控制逻辑主要有两种形式，一种是下垂控制，根据系统频率变化量决定风力发电机输出电功率的变化量，该方法的缺陷在于，风力发电机下垂控制响应速度快于同步发电机调速器，导致频率动态过程刚开始的阶段风力发电机承担较多的调频功率，而风力发电机调频能力有限，会很快达到转速限制而退出调频，对系统频率响应特性改善效果有限；另一种是虚拟惯量控制，根据系统频率变化率决定风力发电机输出电功率的变化量，该方法的缺陷在于系统频率动态过程刚开始的阶段频率变化率相对较大，随后快速减小，风力发电机将因此在开始阶段输出大量调频功率，同样会较快退出调频而对于系统频率响应特性改善效果有限。针对上述问题，需要提出一种新的风力发电机辅助频率控制逻辑方法。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于风力发电机辅助频率的控制方法及系统，用以解决现有技术中对系统频率响应特性效果改善有限，调频衰减过快的缺陷。第一方面，本专利技术实施例提供一种用于风力发电机辅助频率的控制方法，包括：获取电网频率偏差；将所述电网频率偏差输入风力发电机辅助频率控制逻辑模型，得到风力发电机辅助调频功率指令；其中所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型通过获取风力发电机下垂控制系数和风力发电机延时时间常数所计算得到。其中，获得所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型的具体步骤包括：构建所述风力发电机下垂控制系数和所述风力发电机延时时间常数的延时下垂控制参数组合；构建优化模型，将所述延时下垂控制参数组合作为所述优化模型的决策变量，求解所述优化模型，得到最优决策变量。其中，所述构建优化模型，将所述延时下垂控制参数组合作为所述优化模型的决策变量，求解所述优化模型，得到最优决策变量，具体包括：获取电网其他部分的功率扰动，求解对应于不同延时下垂控制参数组合下的电网频率偏差曲线的最小值；构建若干场景和若干扰动，获取每个延时下垂控制参数组合对应的所述若干场景和所述若干扰动的若干电网频率偏差曲线最小值，对所述若干电网频率偏差曲线最小值求取平均值；将若干延时下垂控制参数组合作为所述优化模型的决策变量，求解的优化目标为所述若干场景和所述若干扰动对应的若干平均值的最大值，得到风力发电机辅助频率控制逻辑参数。其中，该方法还包括构建待分析区域电网频率响应模型的传递函数；其中：所述传递函数包括第一反馈、第二反馈、第三反馈和前向输出。其中，所述第一反馈的输出为所述风力发电机辅助调频功率指令，所述第二反馈的输出为负荷，第三反馈的输出为发电机的频率特性，所述前向输出的输出为所述电网频率偏差。其中，将所述第一反馈的输入、所述第二反馈的输入、所述第三反馈的输入和所述前向输出的输入进行叠加，得到系统不平衡量。其中，所述优化模型包括粒子群算法模型。第二方面，本专利技术实施例提供一种用于风力发电机辅助频率的控制系统，包括：获取模块，用于获取电网频率偏差；处理模块，用于将所述电网频率偏差输入风力发电机辅助频率控制逻辑模型，得到风力发电机辅助调频功率指令；其中所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型通过获取风力发电机下垂控制系数和风力发电机延时时间常数所计算得到。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一项所述一种用于风力发电机辅助频率的控制方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现任一项所述一种用于风力发电机辅助频率的控制方法的步骤。本专利技术实施例提供的一种用于风力发电机辅助频率的控制方法及系统，通过提供风力发电机辅助频率控制逻辑，能够使得风力发电机为电力系统提供最优的调频功率，改善电力系统频率响应特性，为电网安全稳定运行提供重要的保障。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种用于风力发电机辅助频率的控制方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的待分析区域电网频率响应模型的传递函数框图；图3为本专利技术实施例提供的一种用于风力发电机辅助频率的控制系统结构图；图4为本专利技术实施例提供的电子设备的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种用于风力发电机辅助频率的控制方法流程图，如图1所示，包括：S1，获取电网频率偏差；S2，将所述电网频率偏差输入风力发电机辅助频率控制逻辑模型，得到风力发电机辅助调频功率指令；其中所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型通过获取风力发电机下垂控制系数和风力发电机延时时间常数所计算得到。具体地，获取到电网的频率偏差，作为风力发电机辅助频率控制逻辑模型的输入值，进一步得到风力发电机辅助调频功率指令，该指令作为增加的一条反馈分支，叠加在现有电力系统单机模型框图之上，即在现有反馈基础上增加辅助调频反馈。而作为计算使用的风力发电机辅助频率控制逻辑模型是基于风力发电机下垂控制系数和风力发电机延时时间常数所组成的计算函数，最终输出风力发电机辅助调频功率指令。本专利技术实施例通过提供风力发电机辅助频率控制逻辑，能够使得风力发电机为电力系统提供最优的调频功率，改善电力系统频率响应特性，为电网安全稳定运行提供重要的保障。在上述实施例的基础上，作为一种可选实施例，获得所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型的具体步骤包括：构建所述风力发电机下垂控制系数和所述风力发电机延时时间常数的延时下垂控制参数组合；构建优化模型，将所述延时下垂控制参数组合作为所述优化模型的决策变量，求解所述优化模型，得到最优决策变量。具体地，图2为本专利技术实施例提供的待分析区域电网频率响应模型的传递函数框图，如图2所示，最上面一个反馈分支中的计算函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风力发电机辅助频率的控制方法，其特征在于，包括：/n获取电网频率偏差；/n将所述电网频率偏差输入风力发电机辅助频率控制逻辑模型，得到风力发电机辅助调频功率指令；其中所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型通过获取风力发电机下垂控制系数和风力发电机延时时间常数所计算得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机辅助频率的控制方法，其特征在于，包括：
获取电网频率偏差；
将所述电网频率偏差输入风力发电机辅助频率控制逻辑模型，得到风力发电机辅助调频功率指令；其中所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型通过获取风力发电机下垂控制系数和风力发电机延时时间常数所计算得到。


2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机辅助频率的控制方法，其特征在于，获得所述风力发电机辅助频率控制逻辑模型的具体步骤包括：
构建所述风力发电机下垂控制系数和所述风力发电机延时时间常数的延时下垂控制参数组合；
构建优化模型，将所述延时下垂控制参数组合作为所述优化模型的决策变量，求解所述优化模型，得到最优决策变量。


3.根据权利要求2所述的一种用于风力发电机辅助频率的控制方法，其特征在于，所述构建优化模型，将所述延时下垂控制参数组合作为所述优化模型的决策变量，求解所述优化模型，得到最优决策变量，具体包括：
获取电网其他部分的功率扰动，求解对应于不同延时下垂控制参数组合下的电网频率偏差曲线的最小值；
构建若干场景和若干扰动，获取每个延时下垂控制参数组合对应的所述若干场景和所述若干扰动的若干电网频率偏差曲线最小值，对所述若干电网频率偏差曲线最小值求取平均值；
将若干延时下垂控制参数组合作为所述优化模型的决策变量，求解的优化目标为所述若干场景和所述若干扰动对应的若干平均值的最大值，得到风力发电机辅助频率控制逻辑参数。


4.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机辅助频率的控制方法，其特征在于，该方法还包括构建待分析区域电网频率响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，王小海，闵勇，李刚，孙铭，汪林科，徐飞，齐军，张红光，姜希伟，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司电力调度控制分公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：内蒙;15