一种风电场参与电网二次调频的控制方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种风电场参与电网二次调频的控制方法及装置。在该方法中，首先建立风机机械功率模型，确定风机机械功率与桨距角的关系。然后建立风机预测模型，并在风机预测模型的基础上确定风场预测模型。进一步以风电场内各风机之间桨距角的差距最小，以及风电场内各风机的桨距角变化量最小为目标确定总目标函数。根据风场预测模型和总目标函数确定桨距角参考值。最后对桨距角参考值修正确定桨距角目标值，从而实现对电网的二次调频控制。本申请在保证风电场实现电网频率调整的基础上，能够更好地协调风电场内风机之间的电磁功率，避免风机的桨距角过度变化，并且最大程度地减少风能损失，能够更快更稳定地追踪上级下达的风机电磁功率指令值。机电磁功率指令值。机电磁功率指令值。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场参与电网二次调频的控制方法及装置


[0001]本申请涉及电网二次调频
，尤其涉及一种风电场参与电网二次调频的控制方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着风电在各国电网中的渗透率不断增加，各国也对风电场接入电网以及参与电网服务提出了越来越高的要求，要求风电场能够像常规发电站一样能够在稳定输出电能的基础上参与电网调频服务。
[0003]在传统的最大功率跟踪控制下，双馈风机不具备类似于同步发电机的惯性响应能力与调频能力。因而，高渗透率风电接入电力系统时，会带来电网惯性响应能力下降、调频能力不足等问题。基于这些问题，国内外的电网并网导则中均明确指出并网风机须提供调频辅助服务。在电网实际运行中，风机已经可以及时响应系统频率变化，维持频率稳定。目前风机参与调频的控制策略主要有附加惯性控制、转子超速控制和桨距角控制三种。
[0004]现有技术中的研究更多关注于风机的一次调频控制策略，鲜有研究涉及到风机参与二次调频控制策略。因此，如何合理解决风机的频率控制问题，在兼顾稳定性的前提下使得风机具备类似于同步发电机的二次调频能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场参与电网二次调频的控制方法，其特征在于，包括：获取空气密度、风机叶片半径和风速，并根据所述空气密度、所述风机叶片半径和所述风速，生成风机机械功率模型，所述风机机械功率模型用于确定风机机械功率与桨距角的关系；获取初始桨距角，并根据所述风机机械功率模型和所述初始桨距角，确定风机初始机械功率；获取桨距角变化量、风机初始电磁功率和风机电磁功率变化量，并根据所述风机机械功率模型、所述风机初始电磁功率、所述初始桨距角、所述桨距角变化量和所述风机电磁功率变化量，确定桨距角变化速度；获取风机电磁功率指令值，并根据所述风机电磁功率指令值，确定电磁功率变化率；根据所述风机机械功率模型、所述桨距角变化速度和所述电磁功率变化率，生成风机预测模型；根据所述风机预测模型，生成风电场连续状态空间模型；根据所述风电场连续状态空间模型，生成风电场离散时域状态空间模型；获取风电场内任一风机的桨距角、风电场内风机数量、风电场内任一风机的预测次数和风电场内任一风机的桨距角变化量，并根据所述风电场内任一风机的桨距角、所述风电场内风机数量、所述风电场内任一风机的预测次数、所述风电场内任一风机的桨距角变化量和预设的约束条件，确定总目标函数；根据所述风电场离散时域状态空间模型和所述总目标函数，确定桨距角参考值；根据所述风机机械功率模型和所述桨距角参考值，确定风机机械功率参考值；获取风机机械功率实际值，并根据所述风机机械功率实际值和所述风机机械功率参考值，确定桨距角修正量；根据所述桨距角修正量，对所述桨距角参考值进行修正，确定桨距角目标值，所述桨距角目标值用于调节风电场内任一风机的电磁功率，完成电网的二次调频控制。2.根据权利要求1所述的风电场参与电网二次调频的控制方法，其特征在于，所述根据所述风电场内任一风机的桨距角、所述风电场内风机数量、所述风电场内任一风机的预测次数、所述风电场内任一风机的桨距角变化量和预设的约束条件，确定总目标函数，包括：根据所述风电场内任一风机的桨距角和所述风电场内风机数量，确定桨距角平均值；根据所述风电场内风机数量、所述风电场内任一风机的预测次数、所述风电场内任一风机的桨距角和所述桨距角平均值，确定第一目标函数；根据所述风电场内风机数量、所述风电场内任一风机的预测次数和所述风电场内任一风机的桨距角变化量，确定第二目标函数；根据所述第一目标函数和所述第二目标函数，确定所述总目标函数。3.根据权利要求1所述的风电场参与电网二次调频的控制方法，其特征在于，所述约束条件包括风机的容量约束、风电场的容量约束、风机备用容量约束、风电场的备用容量约束、风机电磁功率指令值约束和追踪电磁功率指令值约束。4.根据权利要求2所述的风电场参与电网二次调频的控制方法，其特征在于，所述根据所述风电场内风机数量、所述风电场内任一风机的预测次数、所述风电场内任一风机的桨距角和所述桨距角平均值，确定第一目标函数，包括：
根据所述风电场内风机数量、所述风电场内任一风机的预测次数、所述风电场内任一风机的桨距角和所述桨距角平均值，以风电场内各风机之间桨距角的差距最小为目标，确定所述第一目标函数。5.根据权利要求2所述的风电场参与电网二次调频的控制方法，其特征在于，所述根据所述风电场内风机数量、所述风电场内任一风机的预测次数和所述风电场内任一风机的桨距角变化量，确定第二目标函数，包括根据所述风电场内风机数量、所述风电场内任一风机的预测次数和所述风电场内任一风机的桨距角变化量，以风电场内各风机的桨距角变化量最小为目标，确定所述第二目标函数。6.根据权利要求1所述的风电场参与电网二次调频的控制方法，其特征在于，所述根据所述风机机械功率实际值和所述风机机械功率参考值，确定桨距角修正量，包括；根据所述风机机械功率实际值和所述风机机械功率参考值之间的差值，确定桨距角修正量。7.根据权利要求1所述的风电场参与电网二次调频的控制方法，其特征在于，所述根据所述空气密度、所述风机叶片半径和所述风速，生成风机机械功率模型，包括：通过如下公式生成所述风机机械功率模型：其中，P
m
表示所述风机机械功率，ρ表示所述空气密度，π表示圆周率，R表示所述风机叶片半径，v表示所述风速，θ表示桨距角，e表示自然常数。8.根据权利要求1所述的风电场参与电网二次调频的控制方法，其特征在于，所述根据所述风机机械功率模型、所述桨距角变化速度和所述电磁功率变化率，生成风机预测模型，包括：通过如下公式生成所述风机预测模型：
△
x
i
＝A
i
△
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i
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i
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u
i
+E
i
；
△
y
i
＝C
i
△
x
i
；
△
x
i
＝[
△
θ
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：周前，李文博，张刘冬，朱鑫要，贾勇勇，李强，赵静波，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：