一种含风电-储能的区域电网频率响应仿真方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力系统频率控制技术领域，具体提供了一种含风电

【技术实现步骤摘要】
一种含风电
‑
储能的区域电网频率响应仿真方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统频率控制
，具体涉及一种含风电
‑
储能的区域电网频率响应仿真方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电网中风电接入比例的不断提升，风机参与系统调频技术取得了快速发展。传统电网频率响应模型中并未考虑风电参与调频，缺乏风电机组频率响应数学描述，不适用于现有高比例风电电力系统频率研究需要。
[0003]风电机组不同风速下控制方式不同，反映其频率特性的数学模型也会有所差异，同时风电机组入网口处通常加装储能系统，以平滑风机的输出功率，因此在区域电网频率响应模型中同时考虑风电机组和储能的调频作用。
[0004]现有电网频率响应模型中缺少风储频率响应特性描述，不适用于风储调频下的系统频率响应动态特性研究。如何建立含风电
‑
储能的区域电网频率响应模型，准确描述高比例风电区域电网频率响应特性是目前值得深入研究的工作。

技术实现思路

[0005]为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种含风电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含风电
‑
储能的区域电网频率响应仿真方法，其特征在于，所述方法包括：将风电机组频率响应模型和储能频率响应模型纳入电网频率响应模型，得到含风电
‑
储能的区域电网频率响应模型；利用所述含风电
‑
储能的区域电网频率响应模型进行区域电网频率响应仿真。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风电机组频率响应模型的数学模型的获取过程包括：将风速分为v
in
～v1、v1～v2和v2～v
out
三个区，其中，v
in
为切入风速，v1为第一风速阈值，v2为第二风速阈值，v
out
为切出风速；当风速处于v
in
～v1时，所述风电机组频率响应模型的数学模型为：当风速处于v1～v2时，所述风电机组频率响应模型的数学模型为：当风速处于v2～v
out
时，所述风电机组频率响应模型的数学模型为：上式中，ΔP
e
为风电机组输出功率偏差，a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1、h1、i1分别为风区v
in
～v1对应的风电机组频率响应模型系数，a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2、h2、i2、j2分别为风区v1～v2对应的风电机组频率响应模型系数，a3、b3、c3、d3、e3、f3、g3、h3、i3分别为风区v2～v
out
对应的风电机组频率响应模型系数，s为复变量，ΔP
add
为惯性控制附加有功功率，Δv为风速偏差。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风区v
in
～v1对应的风电机组频率响应模型系数的计算式为：a1＝2H，b1＝
‑
a
11
，c1＝
‑
2Hb
12
K
wp
‑
2Ha
12
b
11
K
wp
，d1＝a
12
K
wp
+a
11
b
12
K
wp
‑
2Hb
12
K
wi
‑
2Ha
12
b
11
K
wi
，e1＝a
12
K
wi
+a
11
b
12
K
wi
，f1＝2HT
a
，g1＝2H
‑
a
11
T
a
，h1＝K
wp
‑
a
11
‑
a
11
b
11
K
wp
，i1＝K
wi
‑
a
11
b
11
K
wi
；所述风区v1～v2对应的风电机组频率响应模型系数的计算式为：a2＝2HT
b
，b2＝
‑
K
p
‑
a
11
T
b
，c2＝
‑
a
13
K
i
，d2＝
‑
2HT
b
b
12
K
wp
，e2＝T
b
a
12
K
wp
+T
b
a
11
b
12
K
wp
‑
2HT
b
b
12
K
wi
，f2＝T
b
a
12
K
wi
+T
b
a
11
b
12
K
wi
，g2＝2HT
a
T
b
，h2＝2HT
b
‑
T
a
T
b
a
11
‑
T
a
K
p
，i2＝H2T
b
K
wp
‑
K
p
‑
T
b
a
11
‑
T
a
a
13
K
i
，j2＝H2T
b
K
wi
‑
a
13
K
i
；所述风区v2～v
out
对应的风电机组频率响应模型系数的计算式为：a3＝2HT
b
，b3＝
‑
a
11
T
b
‑
a
13
K
p
，c3＝
‑
a
13
K
i
，d3＝T
b
a
12
K
wp
，e3＝T
b
a
12
K
wi
，f3＝2HT
a
T
b
，g3＝2HT
b
‑
T
a
T
b
a
11
‑
T
a
a
13
K
p
，h3＝T
b
K
wp
‑
T
b
a
11
‑
a
13
K
p
‑
a
13
T
a
K
i
，i3＝T
b
K
wi
‑
a
13
K
i
；其中，a
11
、a
12
、a
13
、b
11
和b
12
分别为第一系数、第二系数、第三系数、第四系数和第五系数，分别为第一系数、第二系数、第三系数、第四系数和第五系数，上式中，H为风力发电机惯性时间常数，K
wp
为速度控制器第一系数，K
wi
为速度控制器第
二系数，T
a
为变流器时间常数，T
b
为伺服机构时间常数，K
p
为PI控制器的比例增益，K
i
为PI控制器的积分增益，P
m
为机械功率，ω为风速，v为转子转速，β为桨距角，ω
ref
为转子转速参考值，P
m0
为参与调频时风电机组初始机械功率，ω0、v0、β0分别为参与调频时风电机组初始转子转速、风速和桨距角。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机械功率的计算式如下：上式中，C
P
为风能利用系数，C
P.n
为最大风能捕获系数，λ为叶尖速比，λ
n
为额定叶尖速比，β
n
为额定桨距角，v
n
为额定风速。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转子转速参考值的计算式如下：上式中，m0、m1和m2分别为转速参考与机械功率的第一相关系数、第二相关系数和第三相关系数，k为转速参考与风速相关系数。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述桨距角的计算式如下：上式中，θ为中间变量。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一风速阈值的计算式如下：所述第二风速阈值的计算式如下：上式中，ω1为风机运行于MPPT状态时对应的转速，R为风轮机半径，λ
opt
为最优叶尖速比，ω
max
为转子转速最大值。8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惯性控制附加有功功率ΔP
add
的计算式如下：上式中，K
pf
为下垂系数，Δf为频率偏差，K
df
为虚拟惯性系数。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储能频率响应模型的数学模型如下：上式中，ΔP
E
为储能系统输出功率变化量，K
E
为电池增益，T
E
为时间常数，Δf为频率偏差，s为复变量。10.一种含风电
‑
储能的区域电网频率响应仿真装置，其特征在于，所述装置包括：构建模块，用于将风电机组频率响应模型和储能频率响应模型纳入电网频率响应模型，得到含风电
‑
储能的区域电网频率响应模型；
仿真模块，用于利用所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董存，陶以彬，桑丙玉，李广磊，吴福保，杨波，李克成，李端超，李智，程艳，张家安，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网山东省电力公司国网安徽省电力有限公司河北工业大学，
类型：发明
国别省市：