[发明专利]一种基于DFIG与同步发电机的电力系统二次调频方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统调频控制技术领域，具体涉及一种基于DFIG与同步发电机的电力系统二次调频方法的设计。

背景技术

发展可再生能源是改善我国能源结构、推进环境保护、保持社会与经济可持续发展的重大举措。但是可再生电源一般都具有波动性与间歇性的特征，使得可再生能源和电网的整体协调性较低；且可再生电源在传统的控制方式下一般运行在最大功率跟踪点，无法在系统频率波动时提供有功支持，更不能改变功率-频率特征曲线参与在系统频率的二次调节。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于DFIG与同步发电机的电力系统二次调频方法，使双馈感应风力发电机组(DFIG)具备和同步发电机类似的二次调频能力，通过与同步发电机之间调频出力的配合，有效减轻同步发电机的调频压力，既能防止风机在参与调频时超出风机的调频容量，又可以使DFIG通过桨距角减载储备的功率尽可能多地用于调频，减少弃风。

本发明的技术方案为：一种基于DFIG与同步发电机的电力系统二次调频方法，包括以下步骤：

S1、测量电力系统的频率并计算同步发电机频率偏差Δf。

S2、测量电力系统的联络线功率并计算联络线净交换功率ΔP_T。

S3、根据历史数据估计风功率预测误差ΔP_W。

S4、判断DFIG所处环境风速是否大于12m/s，若是则进入步骤S5，否则进入步骤S6。

S5、设置DFIG的参考桨距角，使DFIG留有备用，进入步骤S7。

S6、DFIG不参与电力系统二次调频，进入步骤S7。

S7、根据同步发电机频率偏差Δf、联络线净交换功率ΔP_T以及风功率预测误差ΔP_W计算得到二次调频ACE值。

S8、根据二次调频ACE值计算计划外有功功率设定值P_agc。

S9、计算风电场二次频率调节参与系数K_wp。

S10、根据计划外有功功率设定值P_agc与风电场二次频率调节参与系数K_wp计算分配给各机组的功率增量。

本发明的有益效果是：

(1)考虑风机当前风速下的桨距角减载控制方法，通过整定不同风速下风机的有功输出及桨距角关系，可以使风机在多种风速下均能较好地参与二次调频。

(2)通过协调风机与同步发电机之间的调频出力，保证频率偏差及联络线净功率偏差在允许范围内时，使风机储备的功率充分地用于调频，既可满足电网频率调整的需求，减轻同步发电机的调频压力，又能尽量减少风机减载备用产生的弃风。

附图说明

图1所示为本发明实施例提供的一种基于DFIG与同步发电机的电力系统二次调频方法流程图。

图2所示为本发明实施例提供的改进AGC模型示意图。

图3所示为本发明实施例提供的恒定风速下的仿真结果示意图。

图4所示为本发明实施例提供的高风速段下的仿真结果示意图。

图5所示为本发明实施例提供的低风速段下的仿真结果示意图。

具体实施方式

现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。

本发明实施例提供了一种基于DFIG与同步发电机的电力系统二次调频方法，如图1所示，包括以下步骤S1-S10：

S1、测量电力系统的频率并计算同步发电机频率偏差Δf，计算公式为：Δf＝f－f_N，式中f为电力系统实测频率、f_N为电力系统额定频率。

S2、测量电力系统的联络线功率并计算联络线净交换功率ΔP_T，计算公式为：式中U₁、U₂为联络线两端母线电压幅值，X₁₂为联络线的电抗，θ₁、θ₂为母线电压相角。

S3、根据历史数据估计风功率预测误差ΔP_W，计算公式为：式中P_forecast为风电场预测值，本发明实施例中基于风速时间序列预测风电场功率输出，P_Wm为风电场中第m台风机的输出功率，n为风机总数。