【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风电机组，具体涉及一种双馈风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法。
技术介绍
1、随着可再生能源(如风能和太阳能)在电力系统中应用的增加，风电机组的一次调频变得更为重要，由于可再生能源的不确定性和间歇性，电力系统频率可能会更频繁地发生波动，因此，需要研究如何有效地管理风电机组的一次调频，以确保电力系统的稳定性。风能是一种不稳定的资源，风速会随时间变化而波动，这意味着风电机组在风速变化时需要调整输出功率，以满足电力系统的需求，这种频繁的功率调整可能对风电机组的组件产生额外的疲劳载荷，如叶片、轴承和发电机。风电机组在进行一次调频后，其发电机转矩会更加频繁的发生变化，会对其自身疲劳载荷造成很严重的影响，因此在指定一次调频方法的制定时往往需要考虑疲劳载荷，制定考虑疲劳载荷的调频方法前提之一是明确风电机组疲劳载荷与系统频率偏差之间的关系，也就是疲劳载荷对系统频率的灵敏度，进而对疲劳载荷进行抑制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种双馈风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，用以计算双馈风电机组在参与一次调频的情况下的传动链疲劳载荷对系统频率的灵敏度，进而用于抑制风电机组在一次调频下的疲劳载荷。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、本专利技术主要针对的调频方法是通过响应系统频率偏差的标幺值直接调度风电机组有功功率的调频方法，因此双馈风电机组参考功率可以用下式表示：
4、δpw_ref＝gc(s)
5、式中：δf为电力系统频率偏差的标幺值，gc(s)为双馈风电机组实际应用的调频方法的传递函数，δpw_ref为参与调频的双馈风电机组需要调整的有功功率参考值；
6、本专利技术双馈风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度表示为低速轴扭矩波动对频率偏差的标幺值的偏导数并记为其中δts(t+1)表示低速轴扭矩在下一时刻的波动，即δts(t+1)＝δts(t+ts)-δts(t)，其中t表示时刻，ts表示采样周期。
7、进一步的，的计算方法分为三个步骤：
8、s1建立基于风轮转速和桨距角的风电机组状态空间方程；
9、s2建立低速轴扭矩的波动δts(t+1)和参与调频的双馈风电机组需要调整的有功功率参考值δpw_ref的关系；
10、s3求解
11、进一步的，步骤s1中，基于风轮转速和桨距角的风电机组状态空间方程模型为：
12、
13、其中：
14、x＝[δωr,δθ]t
15、
16、
17、
18、其中，ωr是风轮转速(rad/s)；θ是桨距角；v是风速(m/s)；jt是等效惯量(kg·m2)；tr是气动转矩；ηg是齿轮箱速比；kp和ki是基于pi的变桨控制器的比例增益和积分增益。
19、式(2)离散化之后的模型为：
20、x(t+1)＝hx(t)+iδpw_ref+j (3)
21、其中：
22、
23、其中，t表示时刻；ts为采样周期；e是自然底数。
24、步骤s2提及的建立低速轴扭矩的波动δts(t+1)和参与调频的双馈风电机组需要调整的有功功率参考值δpw_ref的关系，其实现方式如下：
25、δts(t+1)＝aδpw_ref+b (4)
26、其中：
27、
28、
29、其中，jg是发电机惯量(kg·m2)；tg是发电机转矩，nm。
30、步骤s3中，的求解结果为：
31、
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
33、疲劳载荷降低：传统的风电机组在风力和频率偏差波动下容易受到高频疲劳载荷的影响，导致零部件磨损和损坏，本专利技术方法通过精确计算疲劳载荷对频率灵敏度，能够更有效地降低风电机组的疲劳载荷，延长关键零部件的寿命，减少维护成本。
34、一次调频性能改进：本专利技术方法可应用于风电机组的一次调频方法，这对于确保系统的稳定性和性能至关重要，通过减轻疲劳载荷能够提高风电机组的一次调频性能，减少不必要的频率波动，提高电能输出的质量。
35、可持续性增强：减少疲劳载荷有助于提高风电机组的可持续性，降低了运营和维护成本，同时延长了系统寿命，对于减少对非可再生能源的依赖，推动绿色能源的可持续发展非常重要。
36、更高的经济效益：降低维护成本、提高性能和可持续性意味着更高的经济效益，本专利技术方法将有助于提高风电机组的竞争力，降低了电力生产的成本，从而使可再生能源更具吸引力。
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1.一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：所述灵敏度表示为低速轴扭矩波动对频率偏差的标幺值的偏导数并记为计算方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：步骤三中，建立低速轴扭矩的波动ΔTs(t+1)和参与调频的双馈风电机组需要调整的有功功率参考值ΔPW_ref的关系：
4.根据权利要求3所述的一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：步骤四中，求解传动链疲劳载荷对系统频率的灵敏度：
5.根据权利要求1所述的一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：步骤一中，GC(s)为常数或可变的常数，取值为20pu或5pu至100pu内的增益。
6.根据权利要求1所述的一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：步骤三中，所述ΔTs(t+1)表示低速轴扭矩在下一时刻的波动，即ΔTs(
...【技术特征摘要】
1.一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：所述灵敏度表示为低速轴扭矩波动对频率偏差的标幺值的偏导数并记为计算方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种风电机组传动链疲劳载荷对系统频率灵敏度的计算方法，其特征在于：步骤三中，建立低速轴扭矩的波动δts(t+1)和参与调频的双馈风电机组需要调整的有功功率参考值δpw_ref的关系：
4.根据权利要求3所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭钰锋，王瑛玮，徐伟，刘一飞，杜奕林，许卓璠，张爽莹，石晶，张鸥，宋坤，张如玉，夏静波，徐维懋，潘进，刘晓光，谷峥，付亦殊，刘淏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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