[发明专利]一种基于风电机组的电网调控方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，尤其涉及一种基于风电机组的电网调控方法及装置。

背景技术

大规模风电机组集中接入电网将导致系统惯性降低，调频能力不足，为解决此问题，提出了变速风电机组的调频控制策略。

为提高电网接纳风电的能力，一方面需要提高电网的调控能力，另一方面也需要提高风电自身的调节能力，参与电网的频率调整。目前，并网的风电机组为提高风能利用系数，普遍采用最大功率输出跟踪控制，无法参与电网频率的调节。因此，大规模风电机组接入电网后势必导致系统惯性降低，调频能力不足。

发明内容

本发明提供一种基于风电机组的电网调控方法及装置，通过计算出的有功功率参考值、减载水平下的桨距角和电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角对电网进行调控，使电网至少达到降低系统频率扰动初期的变化率，快速调节电磁功率，控制风电机组转速从而释放或储存旋转动能，加快频率响应速度、为响应频率跌落提供有功备用以及可以整定出风电机组的静调差系数，分担系统不平衡功率，进行一次调频中的至少一种功能，从而实现电网调控。

第一方面，本发明提供一种基于风电机组的电网调控方法，包括：

获取运行参数；

根据所述运行参数获取有功功率参考值、减载水平下的桨距角和电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角；

根据所述有功功率参考值、减载水平下的桨距角和电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角中的至少一个，对电网进行调控。

优选的，所述运行参数包括频率参考值、转速调节系数、电网的输出电压、电网的输出电流和电机转速；

相应地，所述根据所述运行参数获取有功功率参考值、减载水平下的桨距角和电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角中的根据所述运行参数获取有功功率参考值，包括：

根据所述运行参数，通过公式(一)获取有功功率参考值

其中，U为电网的输出电压，I为电网的输出电流，f^*为频率参考值，η为转速调节系数，ρ为预知的空气密度，R为预知的风轮半径，λ_PL(β)为预知的减载后对应的最佳叶尖速比，C_PL(β)为预知的风能利用系数，ω_r0为预知的风电机初始角速度，ω_r为电机转速，k'_opt为功率跟踪曲线的比例系数，P'_opt为有功功率参考值。

优选的，所述运行参数包括减载水平参数；

相应地，根据所述运行参数获取有功功率参考值、减载水平下的桨距角和电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角中的根据所述运行参数获取减载水平下的桨距角，包括：

根据所述运行参数，通过公式(二)获取减载水平下的桨距角

其中，C_Pmax为预知的最大风能利用系数，k＝-0.25,b＝10.5，d％为减载水平参数，β₀为减载水平下的桨距角。

优选的，所述运行参数包括频率参考值、转速参考值、电网的输出电压、电网的输出电流和电机转速；

相应地，根据所述运行参数获取有功功率参考值、减载水平下的桨距角和电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角中的根据所述运行参数获取电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角，包括：

根据所述运行参数，通过公式(三)获取电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角

其中，通过公式(四)获取β₀

其中，Δf＝f-f^*，f＝UI，U为电网的输出电压，I为电网的输出电流，f^*为频率参考值，Δβ为电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角，σ_β为预知的桨距静调差系数，S₁为预知的开关函数，T₁为预知的桨距角调节时间常数，β₀为减载水平下的桨距角，C_Pmax为预知的最大风能利用系数，k＝-0.25,b＝10.5，K_δ为预知的频率放大倍速，为转速参考值，ω_r为电机转速，k_p为预知的比例积分调节器的比例，k_i为积分参数，d％为减载水平参数。

优选的，所述根据所述有功功率参考值、减载水平下的桨距角和电网一次调频达到稳态时所需调整的桨距角中的至少一个，对电网进行调控，包括：