[发明专利]一种风机实时调频能力差异化的风电场参与系统协调方法

说明书

本发明公开了一种风机实时调频能力差异化的风电场参与系统协调方法，包括以下内容：1)风电机组实时检测当前风速和运行控制信息，按风速及运行控制信息进行动态归类；2)风机根据当前所属的归类实时匹配对应的调频控制策略和调频参数；3)系统检测当前频率。本发明根据实时风速、转速和机组控制信息进行动态分类，针对不同类别实时匹配相应调频策略和差异化的调频门限参数，从风电场以及系统层面整定不同工况下风机的调频门限，通过多类别调频控制频率整定值的配合，实现不同类别电源调频优先级以及相互间的协调，以较小的控制和经济代价提高系统频率稳定性，解决风电参与电网一次调频以及与传统机组、直流频率调制配合的问题。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，尤其涉及一种风机实时调频能力差异化的风电场参与系统协调方法。

背景技术

随着大规模新能源并网发电，渗透率逐渐升高，新能源发电势必要取代部分常规能源发电机组。目前我国普遍使用的双馈变速风机和直驱永磁风机由于控制系统使机组转速与电网频率完全解耦，在电网频率发生改变时不能像传统机组一样对电网提供频率支撑，无法参与电网一次调频。风电机组虽然拥有惯量但是对电网表现为“隐含惯量”，无法帮助电网降低频率变化的速率，因此新能源发电接入电网一定程度相当于减小了发电机调速器的时间常数，恶化了系统频率特性。

目前欧美一些风能利用技术已经成熟的国家已针对风电提出相关参与电网调频的规定。随着风力发电控制技术的提高，风机可以通过一些附加频率控制实现一定程度的有功频率响应，但大多数研究偏向于单台风机层面，没有不同运行工况下风机的调频差异及控制代价，制定的不同工况下风机调频策略无优先级区分。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种风机实时调频能力差异化的风电场参与系统协调方法，解决风电参与电网一次调频以及与传统机组、直流频率调制配合的问题，提升风电集中并网区域系统频率稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种风机实时调频能力差异化的风电场参与系统协调方法，包括以下内容：

1)风电机组实时检测当前风速和运行控制信息，按风速及运行控制信息进行动态归类：①低转速不具备调频能力风机；②最大功率跟踪模式运行风机；③限功率运行风机；④高风速恒功率运行风机；

2)风机根据当前所属的归类实时匹配对应的调频控制策略和调频参数；

3)系统检测当前频率，按以下步骤进行动作；

步骤一：系统频率低于传统发电机组一次调频门限f_motor时，传统发电机组一次调频控制功能启动，若系统频率恢复至门限f_motor以上，传统发电机组退出一次调频控制，步骤结束；若系统频率下降并低于内容1所述③限功率运行风机调频门限f_{wind_lim}，进入步骤二，否则保持步骤一；

步骤二：系统频率跌落低于内容1所述③限功率运行风机调频门限f_{wind_lim}，③限功率运行风机调频功能启动，若系统频率恢复至门限f_{wind_lim}以上，③限功率运行风机调频功能退出，进入步骤一；若系统频率仍然下降并低于内容1所述④高风速恒功率运行风机调频门限f_{wind_rate}，进入步骤三，否则保持步骤二；

步骤三：系统频率跌落低于内容1所述④高风速恒功率运行风机调频门限f_{wind_rate}，④高风速恒功率运行风机调频功能启动，若系统频率恢复至门限f_{wind_rate}以上，④高风速恒功率运行风机调频功能退出，进入步骤二；若系统频率仍然下降并低于内容1所述②最大功率跟踪模式运行风机调频门限f_{wing_mppt}，进入步骤四，否则保持步骤三；