[发明专利]风火打捆系统直流频率控制与自动发电控制协调方法

权利要求书

1.一种风火打捆系统直流频率控制与自动发电控制的协调方法；其特征在于，针对实际存在的问题；采用在扰动发生时刻计算系统频率偏差峰值，将扰动分为不同的类型和程度，从而选择合适的直流调制控制策略，使得FLC在负荷突然变化或故障时立即投入，在风功率缓慢变化时暂不投入，最大程度利用AGC对风能的消纳能力，降低无功设备的动作次数；其次，在系统AGC能力不足，需要直流调制参与风功率波动消纳的情况下，将风功率波动分为高频段与低频段分别进行直流跟踪调制，最大程度利用一次调频对高频风功率波动的消纳能力，降低无功设备的动作次数，有效减少无功设备投切次数；具体包括以下步骤：

(1)利用简化频率偏差响应模型计算频率偏差峰值，

将全网各台发电机模型等值聚合成单台发电机模型，并将全网原动机-调速器模型等值拟合成单台原动机-调速器模型，将系统有功不平衡量引起的电网频率偏差响应近似等效为一个单机带负荷系统的频率偏差响应；由该模型得到有功功率扰动造成的频率偏差峰值与扰动量大小及扰动时刻的频率偏差变化率均成正比，则频率偏差峰值由扰动时刻频率偏差变化率计算得到；

(2)根据扰动瞬间频率偏差变化率对系统扰动程度进行判断，实现不同程度的直流频率限制控制，

在系统出现有功扰动时，通过对扰动瞬间频率偏差变化率进行测量，将系统有功扰动分为缓慢变化扰动，小幅瞬时扰动，大幅瞬时扰动或系统故障；设置直流频率限制控制器在缓慢变化扰动时不投入；小幅瞬时扰动时限制动作幅值；大幅瞬时扰动或系统故障时正常投入，以保证系统频率稳定；通过对扰动类型和程度的识别，使直流频率限值控制采用对应的投入策略，减少直流调整次数，避免了直流无功调节设备频繁动作；此外，实时监控系统频率偏差，当其超过0.2Hz时，应正常投入FLC，避免调节能力不够致使系统频率超过稳定范围；

(3)AGC能力不足情况下，直流动态跟随风功率波动以消纳风能，

将直流有功功率调制信号，即风功率波动信号通过分频器分成高频通道和低频通道，在远离剪切频率的高频段0.015-0.25Hz设置更小的限幅，低频段0-0.015Hz正常设置；对于波动程度大的低频段风功率波动，直流正常跟随以保证系统频率稳定；对于波动程度小的高频段风功率波动，系统一次调频起主要作用，直流限定幅值避免无功设备投切，以最大程度利用一次调频消纳高频风功率，减少了直流无功设备投切次数。

2.根据权利要求1所述风火打捆系统直流频率控制与自动发电控制的协调方法；其特征在于，所述步骤(1)包括以下内容：

1)将全网各台发电机模型等值聚合成单台发电机模型，并将全网原动机-调速器模型等值拟合成单台原动机-调速器模型；

2)系统有功扰动表示为阶跃函数P_step/s，由上述1)得频域下系统频率偏差响应为：

故时域解为：

其中

上述式(1)-式(5)中，H为单机惯性常数，D为系统负荷调节系数，R为调差系数，K_m为机械功率增益系数，T_R为再热时间常数，Δω为电网频率偏差；上述公式中的Ф、ω_n、ω_r、ξ、K_m、t、α、Ф₁没有明确的含义，只是为了简化公式书写而设定符号；

对式(2)求导得

令t＝0

当dΔω/dt＝0，频率偏差达到最大值Δω_max；

即

Δω_max＝NΔP_e (10)

由式(6)、(9)能得，扰动瞬间频率偏差变化率正比于系统频率偏差峰值，故系统频率偏差峰值由测量得到的频率偏差变化率计算得到。