风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及风力发电场群控制领域，其实施方式提供了一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法、装置及设备。其中一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法，包括：确定惯量调频有功功率调整量和待调整的目标机组，根据所述目标机组的转速约束和可调功率约束生成调整指令；在所述目标机组执行所述调整指令的过程中，实时确定惯量调频有功功率调整量；在惯量调频有功功率调整量大于设定阈值时，进行二次动态补偿。本发明专利技术的实施方式中还提供了对应的装置及设备。本发明专利技术提供的实施方式充分发挥可调机组的惯量调频能力，快速调整整场功率，满足场级惯量调频目标功率需求。满足场级惯量调频目标功率需求。满足场级惯量调频目标功率需求。

【技术实现步骤摘要】
风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及风力发电场群控制领域，具体地涉及一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法、一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制装置、一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制设备以及一种计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着风电装机容量快速增长，风电集中送出的容量越来越大。风电机组的出力具有强波动性和不确定性，使得大规模风电汇集区域呈现风电渗透率高、局部电网薄弱的典型的特征。在高渗透率风电接入情况下，电网一次调频难度急剧增加，为此需要充分挖掘现有风电机组的一次调频能力，使风电场具备一次调频功能，解决电网一次调频困难问题。
[0003]风力发电机组惯量响应控制是一种释放机组转子动能实现功率控制的方式，能够在短时间内提升或降低机组出力，支撑电网频率变化。目前有关风电场场站级惯量调频的研究主要集中在场级惯量调频的实现方式，如何实现单机惯量调频目标值的分配，但对单机惯量调频目标值分配的合理性和准确度，以及在执行过程中整场调频的效果及后续补偿手段方面的研究较少。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法、装置及设备，主要解决目前风力发电机组的调节效果不佳以及调节功率分配不合理的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法，该方法包括：确定惯量调频有功功率调整量和待调整的目标机组，根据所述目标机组的转速约束和可调功率约束生成调整指令；在所述目标机组执行所述调整指令的过程中，实时确定惯量调频有功功率调整量；在惯量调频有功功率调整量大于设定阈值时，进行二次动态补偿。
[0006]优选的，根据目标机组的转速约束和可调功率约束生成调整指令，包括：根据所述目标机组的当前转速与所述转速约束确定转速调整量，根据所述转速调整量确定第一分配系数；根据所述目标机组的当前有功功率和额定功率确定可调功率约束，根据所述可调功率约束确定第二分配系数；根据所述第一分配系数和第二分配系数确定所述目标机组的惯量调频升功率目标；根据所述惯量调频升功率目标生成对应的调整指令。
[0007]优选的，根据所述目标机组的当前转速与所述转速约束确定转速调整量，根据所述转速调整量确定第一分配系数，包括：根据目标机组的调整趋势确定所述转速约束中的转速上限或转速下限为参考转速；获取所述当前转速与所述参考转速的差值为转速调整量；确定目标机组的转速调整量在所有参与惯量调频的目标机组的转速调整量总和中的比例；以所述比例作为所述第一分配系数。
[0008]优选的，根据所述目标机组的当前有功功率和额定功率确定可调功率约束，根据所述可调功率约束确定第二分配系数，包括：根据目标机组的调整趋势确定所述额定功率
确定可调功率约束中的上限或者下限为参考功率；获取所述当前有功功率与所述参考功率的差值为功率调整量；确定目标机组的功率调整量在所有参与惯量调频的目标机组的功率调整量总和中的比例；以所述比例作为所述第二分配系数。
[0009]优选的，根据所述第一分配系数和第二分配系数确定所述目标机组的惯量调频升功率目标，包括：为所述第一分配系数和所述第二分配系数确定对应的调整权重；根据所述第一分配系数、所述第二分配系数和对应的调整权重得到综合系数；根据所述惯量调频有功功率调整量和所述综合系数确定所述目标机组的惯量调频升功率目标。
[0010]优选的，所述实时确定惯量调频有功功率调整量，包括：以设定周期确定惯量调频有功功率调整量；对应的，所述二次动态补偿的生成指令叠加至上一周期中的调整指令中。
[0011]优选的，所述二次动态补偿采用前馈双PI闭环控制方法；所述前馈双PI闭环控制方法包括：采用电流内环PI调整器进行调整和采用电压外环PI调整器进行调整。
[0012]在本专利技术的第二方面，还提供了一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制装置，所述装置包括：调整指令模块，用于确定惯量调频有功功率调整量和待调整的目标机组，根据所述目标机组的转速约束和可调功率约束生成调整指令；以及调整监测模块，用于在所述目标机组执行所述调整指令的过程中，实时确定惯量调频有功功率调整量；在惯量调频有功功率调整量大于设定阈值时，进行二次动态补偿。
[0013]在本专利技术的第三方面，还提供了一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法的步骤。
[0014]在本专利技术的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法的步骤。
[0015]本专利技术的第五方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现前述的风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法。
[0016]上述技术方案至少具有以下有益效果：
[0017]本专利技术考虑风力发电机组电机转速、机组运行功率上下限为约束，实现风电场中不同运行状态机组惯量调频功率目标的合理分配，同时动态考虑机组惯量调频目标功率的执行能力，依靠前馈双PI闭环控制进行机组功率目标的二次动态补偿分配，避免某些机组由于自身原因无法充分执行惯量调频指令导致全场调节不达标，充分发挥可调机组的惯量调频能力，快速调整整场功率，满足场级惯量调频目标功率需求，同时也能避免出现因场内并网风电机组惯量响应功率分配不合理导致风电机组脱网等故障，影响整场调节效果。
[0018]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0019]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：
[0020]图1示意性示出了根据本专利技术实施方式的风电场惯量调频功率分配及闭环控制方
法的实施示意图；
[0021]图2示意性示出了根据本专利技术实施方式的场级惯量调频逻辑的流程示意图；
[0022]图3示意性示出了根据本专利技术实施方式的风电场惯量调频功率分配及闭环控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。
[0024]图1示意性示出了根据本专利技术实施方式的风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法的实施示意图。如图1所示，该方法包括：
[0025]S01、确定惯量调频有功功率调整量和待调整的目标机组，根据所述目标机组的转速约束和可调功率约束生成调整指令；其中的确定惯量调频有功功率调整量可以采用以下方式：场级控制器通过高性能采频装置获取风电场并网点出线的频率变化率df/dt，根据电网标准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场惯量调频功率分配及闭环控制方法，其特征在于，该方法包括：确定惯量调频有功功率调整量和待调整的目标机组，根据所述目标机组的转速约束和可调功率约束生成调整指令；在所述目标机组执行所述调整指令的过程中，实时确定惯量调频有功功率调整量，在惯量调频有功功率调整量大于设定阈值时，进行二次动态补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据目标机组的转速约束和可调功率约束生成调整指令，包括：根据所述目标机组的当前转速与所述转速约束确定转速调整量，根据所述转速调整量确定第一分配系数；根据所述目标机组的当前有功功率和额定功率确定可调功率约束，根据所述可调功率约束确定第二分配系数；根据所述第一分配系数和第二分配系数确定所述目标机组的惯量调频升功率目标；根据所述惯量调频升功率目标生成对应的调整指令。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标机组的当前转速与所述转速约束确定转速调整量，根据所述转速调整量确定第一分配系数，包括：根据所述目标机组的调整趋势确定所述转速约束中的转速上限或转速下限为参考转速；获取所述当前转速与所述参考转速的差值为转速调整量；确定所述目标机组的转速调整量在所有参与惯量调频的目标机组的转速调整量总和中的比例；以所述比例作为所述第一分配系数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标机组的当前有功功率和额定功率确定可调功率约束，根据所述可调功率约束确定第二分配系数，包括：根据所述目标机组的调整趋势确定所述额定功率确定可调功率约束中的上限或者下限为参考功率；获取所述当前有功功率与所述参考功率的差值为功率调整量；确定所述目标机组的功率调整量在所有参与惯量调频的目标机组的功率调整量总和中的比例；以所述比例作为所述第二分配系数。...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹扬，赵冰，丁亮，高静方，王亮，汪正军，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：