一种风电机组的调频控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风电机组的调频控制方法、装置、设备及存储介质，包括：当稳态运行在超速减载点的风电机组发生频率事故时，根据实时风速和电网频率偏移，进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变；在所述风电机组中转子的转速恢复过程中，根据所述风电机组的减载功率跟踪曲线，获取并在理想运行点转速和实际转速之中取转速最大者，作为风电机组的运行转速，从而完成对风电机组的一次调频。本发明专利技术可以使风机释放更多的有功功率，延缓风机有功出力从最大值减少到稳态值的过程，有效缓解系统二次跌落问题，解决现有技术中在进行风机调频时无法及时调整风电机组减载功率与缓解电力系统二次跌落的技术问题。率与缓解电力系统二次跌落的技术问题。率与缓解电力系统二次跌落的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组的调频控制方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风电机组的调频控制方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]风力发电机通过电力电子设备与主电网相连，由于风机转子与电网侧频率变化解耦，风力机的机械动能和电网频率之间没有直接联系，其无法像同步发电机一样提供惯性。随着风电渗透率的不断提升，风电功率的波动性和不确定性对电力系统的安全稳定可靠运行产生了威胁。
[0003]目前，风机应用最多的典型超速减载调频策略，通过减载控制和下垂控制来实现，但无法及时调整风机减载功率，在转子减速过程中，风机减载跟踪曲线对应的有功功率不断减小，很可能导致有功功率基准较小，从而难以充分利用备用容量，削弱了风机的频率支撑效果，无法充分发挥风电机组的调频能力。同时，转速恢复过程中瞬时功率下降过大又会带来二次频率跌落问题。
[0004]因此，目前亟需一种能够在进行风电机组调频时可以及时调整风机减载功率与缓解电力系统二次跌落的调频控制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种风电机组的调频控制方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中在进行风机调频时无法及时调整风电机组减载功率与缓解电力系统二次跌落的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种风电机组的调频控制方法，包括：
[0007]当稳态运行在超速减载点的风电机组发生频率事故时，根据实时风速和电网频率偏移，进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变；
[0008]在所述风电机组中转子的转速恢复过程中，根据所述风电机组的减载功率跟踪曲线，获取并在理想运行点转速和实际转速之中取转速最大者，作为风电机组的运行转速，从而完成对风电机组的一次调频。
[0009]作为优选方案，所述根据实时风速和频率偏移，进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变，具体为：
[0010]获取稳态运行在超速减载点的风电机组的初始减载系数，并根据电网频率偏移，计算出所述风电机组的实际减载系数；
[0011]获取所述风电机组的初始风能利用系数，并根据所述实际减载系数，计算出实际风能利用系数；
[0012]根据所述实际风能利用系数和稳态运行在超速减载点的风电机组的叶尖速比，计算得到所述风电机组的减载功率跟踪曲线的转速三次方系数；其中，所述叶尖速比由实时
风速确定；
[0013]根据所述转速三次方系数，计算出所述风电机组输出有功功率参考值，进而对所述风电机组进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变。
[0014]作为优选方案，所述风电机组的实际减载系数的计算表达式为：
[0015]d
′
％＝d％+Δd％
[0016][0017][0018]其中，d
′
％为实际减载系数，d％为初始减载系数，ΔP为风电机组一次调频控制所使用的备用功率，P
opt
为风电机组一次调频控制所选用的功率，K1为Δd％和Δf
*
之间的比例系数，Δf
*
为电网频率偏移，Δf
max*
为电网频率偏移的最大值。
[0019]作为优选方案，所述实际风能利用系数的计算表达式为：
[0020]C
p
′
＝(1
‑
d
′
％)C
pmax
[0021]其中，C
pmax
为初始风能利用系数的最大值，C
p
′
为实际风能利用系数。
[0022]作为优选方案，所述转速三次方系数的计算表达式为：
[0023][0024][0025]其中，k
′
(C
p
′
,λ
′
)为转速三次方系数，ρ为空气密度，ω
′
为风电机组运行时λ
′
对应的转子转速，v为实时风速，λ
′
为风电机组的叶尖速比，R为风电机组叶面的半径。
[0026]作为优选方案，所述风电机组输出有功功率参考值的计算表达式为：
[0027]P
ref
＝k
′
(C
p
′
,λ
′
)ω
′
[0028]其中，P
ref
为所述风电机组输出有功功率参考值，ω
′
为风电机组运行时λ
′
对应的转子转速。
[0029]相应地，本专利技术还提供一种风电机组的调频控制装置，包括：调频模块和转速恢复模块；
[0030]所述调频模块，用于当稳态运行在超速减载点的风电机组发生频率事故时，根据实时风速和电网频率偏移，进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变；
[0031]所述转速恢复模块，用于在所述风电机组中转子的转速恢复过程中，根据所述风电机组的减载功率跟踪曲线，获取并在理想运行点转速和实际转速之中取转速最大者，作为风电机组的运行转速，从而完成对风电机组的一次调频。
[0032]作为优选方案，所述根据实时风速和频率偏移，进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变，具体为：
[0033]获取稳态运行在超速减载点的风电机组的初始减载系数，并根据电网频率偏移，计算出所述风电机组的实际减载系数；
[0034]获取所述风电机组的初始风能利用系数，并根据所述实际减载系数，计算出实际风能利用系数；
[0035]根据所述实际风能利用系数和稳态运行在超速减载点的风电机组的叶尖速比，计算得到所述风电机组的减载功率跟踪曲线的转速三次方系数；其中，所述叶尖速比由实时风速确定；
[0036]根据所述转速三次方系数，计算出所述风电机组输出有功功率参考值，进而对所述风电机组进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变。
[0037]作为优选方案，所述风电机组的实际减载系数的计算表达式为：
[0038]d
′
％＝d％+Δd％
[0039][0040][0041]其中，d％为初始减载系数，ΔP为风电机组一次调频控制所使用的备用功率，P
opt
为风电机组一次调频控制所选用的功率，K1为Δd％和Δf
*
之间的比例系数，Δf
*
为电网频率偏移，Δf
max*
为电网频率偏移的最大值。
[0042]作为优选方案，所述实际风能利用系数的计算表达式为：
[0043]C
p
′
＝(1
‑
d
′
％)C
pmax
[0044]其中，C
pmax
为初始风能利用系数的最大值，C
p
′
为实际风能利用系数。
[0045]作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组的调频控制方法，其特征在于，包括：当稳态运行在超速减载点的风电机组发生频率事故时，根据实时风速和电网频率偏移，进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变；在所述风电机组中转子的转速恢复过程中，根据所述风电机组的减载功率跟踪曲线，获取并在理想运行点转速和实际转速之中取转速最大者，作为风电机组的运行转速，从而完成对风电机组的一次调频。2.如权利要求1所述的一种风电机组的调频控制方法，其特征在于，所述根据实时风速和频率偏移，进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变，具体为：获取稳态运行在超速减载点的风电机组的初始减载系数，并根据电网频率偏移，计算出所述风电机组的实际减载系数；获取所述风电机组的初始风能利用系数，并根据所述实际减载系数，计算出实际风能利用系数；根据所述实际风能利用系数和稳态运行在超速减载点的风电机组的叶尖速比，计算得到所述风电机组的减载功率跟踪曲线的转速三次方系数；其中，所述叶尖速比由实时风速确定；根据所述转速三次方系数，计算出所述风电机组输出有功功率参考值，进而对所述风电机组进行自适应一次调频，以使所述风电机组中转子的转速改变。3.如权利要求2所述的一种风电机组的调频控制方法，其特征在于，所述风电机组的实际减载系数的计算表达式为：d
′
％＝d％+Δd％％＝d％+Δd％其中，d
′
％为实际减载系数，d％为初始减载系数，ΔP为风电机组一次调频控制所使用的备用功率，P
opt
为风电机组一次调频控制所选用的功率，K1为Δd％和Δf
*
之间的比例系数，Δf
*
为电网频率偏移，Δf
max*
为电网频率偏移的最大值。4.如权利要求3所述的一种风电机组的调频控制方法，其特征在于，所述实际风能利用系数的计算表达式为：C
p
′
＝(1
‑
d
′
％)C
pmax
其中，C
pmax
为初始风能利用系数的最大值，C
p
′
为实际风能利用系数。5.如权利要求4所述的一种风电机组的调频控制方法，其特征在于，所述转速三次方系数的计算表达式为：数的计算表达式为：
其中，k
′
(C
p
′
,λ
′
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，杨银国，于珍，陆秋瑜，伍双喜，朱誉，林英明，孟永庆，马春喆，胡雅涵，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：