【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于运行控制，具体涉及一种风储联合调节电网频率的方法、系统、设备和可读存储介质。
技术介绍
1、我国正在加快建设以新能源为主的新型电力系统，以风电为主的新能源，装机容量及比重正在大幅提升。然而，风电机组通过电力电子装置并网，失去了与电网的耦合，不具备传统火电的惯量响应特性，无法主动响应电网频率的变化。当前主流研究通过惯量控制、转子超速控制、变桨距角控制、释放转子动能和附加储能装置等方式，风电机组可以短时间内响应系统频率的变化。
2、风电机组利用转子动能参与电网频率调节的全过程可分为两个阶段：频率支撑阶段和转速恢复阶段。在频率支撑阶段过度释放转子动能将导致风电机组触发转速保护而被动退出调频，造成频率二次跌落问题；在转速恢复阶段，风电机组需从电网中吸收功率以完成转速恢复，大规模风电机组同时进行转速恢复也将造成频率二次跌落问题。因此，只依靠风电机组参与调频难以满足电网频率支撑的要求。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种风储联合调节电网频率的方法、系统、设备和可读存储介质，能够提高网络的使用体验。
2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种风储联合调节电网频率的方法。
4、在一个实施例中，所述一种风
5、步骤s101，频率支撑阶段，将储能装置与风电机组并联；储能装置对电网进行频率调节，当储能装置容量不满足电网频率运行标准时，风电机组开始对电网进行频率调节，以补偿缺少的功率；
6、步骤s102，转速恢复阶段，当电网频率达到准稳态频率时，储能装置通过剩余容量协助风电机组转子快速恢复速度。
7、在一个实施例中，在频率支撑阶段，使风电机组在最大功率跟踪模式下运行，捕获的最大功率pmppt为：
8、
9、式中，ρ是空气密度，r是机组叶片的半径，cpmax是最大风能利用系数，λopt是最大风能利用系数对应的最佳叶尖速比，kopt是最大功率系数，为确定值，ω为风电机组的转速。
10、在一个实施例中，频率支撑阶段，在风电机组输出最大功率pmppt时，风力机需要额外增发的功率为δpwt，此时风力机组输出有功功率的参考值为：
11、pwt_ref＝pmppt+δpwt (2)
12、风电机组和储能装置并联接入电网，实时检测电网频率，发生事故时计算所有需要增发的功率δpd为：
13、δpd＝kδf (3)
14、其中，k为下垂控制系数，δf为电网频率变化量。
15、在一个实施例中，还包括：将风储整体需要增发的功率δpd与储能装置的额定功率pbess_n比较，得到储能装置和风电机组的出力：
16、当δpd≤pbess_n时，储能装置输出功率的参考值pbess_ref为系统需要增发的功率δpd，即：
17、pbess_ref＝δpd (4)
18、风电机组的实际输出功率为最大功率跟踪点对应的功率：
19、pwt_ref＝pmppt (5)
20、当δpd>δpbess_n时，储能装置的实际输出功率为额定功率，即：
21、pbess_ref＝pbess_n (6)
22、风电机组此时需要增发功率为δpwt，表达式为：
23、δpwt＝δpd-pbess_n (7)
24、δpd为系统需要增发的功率，pbess_n为储能装置的额定功率。
25、在一个实施例中，转速恢复阶段，储能装置增发功率δpbess，以补充风电机组在转速恢复过程中，相对于最大功率点减小的出力δpwt，使储能装置和风电机组的出力之和保持不变，即：
26、δpwt+δpbess＝0 (8)
27、δpwt为风电机组增发功率，pbess_n为储能装置的额定功率。
28、在一个实施例中，风电机组释放完转子动能，风电机组出力仍为最大功率pmppt，转速小于ωmppt；在风电机组转速恢复过程中，风电机组的出力沿着恢复直线回到最大功率点，恢复直线为在风力机捕获功率和转速关系图像上，连接风机切入点和最大功率跟踪点的一条直线；
29、恢复直线的斜率，通过下述公式获得：
30、
31、d点是风电机组转速的切入点，pd为切入点所对应的功率，ωd为切入点对应的风机转速，ωmppt为最大功率跟踪点对应的风机的转速，pmppt为风电机组输出最大功率。
32、在一个实施例中，转速恢复过程中储能装置需要增发的功率为：
33、δpbess＝krecov(ωmppt-ω) (10)
34、δpbess为转速恢复过程中储能装置需要增发的功率，krecov为恢复直线的斜率，ω为风机的转速，ωmppt为最大功率跟踪点对应的风机的转速；
35、此时，储能装置的输出功率参考值为：
36、pbess＝kδf+krecov(ωmppt-ω) (11)
37、krecov为恢复直线的斜率，ωmppt为最大功率跟踪点对应的风机的转速，δf为电网频率变化量，k为下垂控制系数，ω为风电机组的转速。
38、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种风储联合调节电网频率的系统。风储联合调节电网频率的系统包括：控制模块，用于调节电网频率的变化；供能模块，用于提供电网频率变化的动能。
39、在一个实施例中，控制模块用于执行风储联合调节电网频率的方法步骤。
40、在一个实施例中，频率支撑阶段，使风电机组在最大功率跟踪模式下运行，捕获的最大功率pmppt为：
41、
42、式中，ρ是空气密度，r是机组叶片的半径，cpmax是最大风能利用系数，λopt是最大风能利用系数对应的最佳叶尖速比，kopt是最大功率系数，为确定值，ω为风电机组的转速。
43、在一个实施例中，在风电机组输出最大功率pmppt时，风力机额外增发功率为δpwt，此时风力机组输出有功功率的参考值为：
44、pwt_ref＝pmppt+δpwt (2)
45、风电机组和储能装置并联接入电网，实时检测电网频率，发生事故时计算风储整体需要增发的功率δpd为：
46、δpd＝kδf (3)
47、其中，k为下垂控制系数，δf为电网频率变化量。
48、在一个实施例中，将需要增发的功率δpd与储能装置的额定功率pbess_n比较，得到储能装置和风电机组的出力：
49、当δpd≤pbess_n时，储能装置输出功率的参考值为整本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，在频率支撑阶段，使风电机组在最大功率跟踪模式下运行，捕获的最大功率PMPPT为：
3.根据权利要求2所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，频率支撑阶段，在风电机组输出最大功率PMPPT时，风力机需要额外增发的功率为ΔPWT，此时风力机组输出有功功率的参考值为：
4.根据权利要求3所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，还包括：将风储整体需要增发的功率ΔPd与储能装置的额定功率PBESS_N比较，得到储能装置和风电机组的出力：
5.根据权利要求4所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，转速恢复阶段，储能装置增发功率ΔPBESS，以补充风电机组在转速恢复过程中，相对于最大功率点减小的出力ΔPWT，使储能装置和风电机组的出力之和保持不变，即：
6.根据权利要求5所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，风电机组释放完转子动能，风电机组出力仍为最大功率PMPPT，转速小于ωMPP
7.根据权利要求5所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，转速恢复过程中储能装置需要增发的功率为：
8.一种风储联合调节电网频率的系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的风储联合调节电网频率的系统，其特征在于，控制模块用于执行所述权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.根据权利要求9所述的风储联合调节电网频率的系统，其特征在于，频率支撑阶段，使风电机组在最大功率跟踪模式下运行，捕获的最大功率PMPPT为：
11.根据权利要求10所述的风储联合调节电网频率的系统，其特征在于，在风电机组输出最大功率PMPPT时，风力机额外增发功率为ΔPWT，此时风力机组输出有功功率的参考值为：
12.根据权利要求11所述的风储联合调节电网频率的系统，其特征在于，将需要增发的功率ΔPd与储能装置的额定功率PBESS_N比较，得到储能装置和风电机组的出力：
13.根据权利要求12所述的风储联合调节电网频率的系统，其特征在于，转速恢复阶段，储能装置通过增发功率ΔPBESS，弥补风电机组在转速恢复过程中，相对于最大功率点减小的出力ΔPWT，使储能装置和风电机组的出力之和与之前保持不变，即：
14.根据权利要求13所述的风储联合调节电网频率的系统，其特征在于，转速恢复过程中储能装置需要增发的功率为：
15.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，在频率支撑阶段，使风电机组在最大功率跟踪模式下运行，捕获的最大功率pmppt为：
3.根据权利要求2所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，频率支撑阶段，在风电机组输出最大功率pmppt时，风力机需要额外增发的功率为δpwt，此时风力机组输出有功功率的参考值为：
4.根据权利要求3所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，还包括：将风储整体需要增发的功率δpd与储能装置的额定功率pbess_n比较，得到储能装置和风电机组的出力：
5.根据权利要求4所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，转速恢复阶段，储能装置增发功率δpbess，以补充风电机组在转速恢复过程中，相对于最大功率点减小的出力δpwt，使储能装置和风电机组的出力之和保持不变，即：
6.根据权利要求5所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，风电机组释放完转子动能，风电机组出力仍为最大功率pmppt，转速小于ωmppt；在风电机组转速恢复过程中，风电机组的出力沿着恢复直线回到最大功率点，恢复直线为在风力机捕获功率和转速关系图像上，连接风机切入点和最大功率跟踪点的一条直线；
7.根据权利要求5所述的风储联合调节电网频率的方法，其特征在于，转速恢复过程中储能装置需要增发的功率为：
8.一种风储联合调节电网频率的系统，其特征在于，包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：高嵩，王毓琦，刘恩仁，路宽，李军，丁浩天，曲建璋，李元元，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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