[发明专利]一种变减载系数的改进超速减载控制方法和系统

说明书

一种变减载系数的改进超速减载控制方法和系统，首先预测未来时刻的平均风速，并进行风功率波动估算，得到平滑风功率波动量；再根据平滑风功率波动量对减载系数进行修正，并计算出减载功率参考值，然后减载功率参考值与下垂控制得到的附加功率参考值进行叠加，得到风机有功控制的有功功率参考值；最后根据风机有功控制的有功功率参考值对风电机组一次调频控制。本发明利用减载系数修正环节，使超速减载控制能够根据风速变化及时调整，从而实现平滑部分风功率，降低对系统频率的影响，同时，本发明在不增设储能环节情况下，依靠风机自身对风功率进行平滑处理，提高供电质量，避免由于频率调整导致转速下跌时出现失速现象，具有更好的稳定性。

技术领域

本发明涉及风电发电领域，具体涉及到一种变减载系数的改进超速减载控制方法和系统。

背景技术

随着双碳政策的提出，风能作为一种清洁能源在我国发展迅速，风电渗透率逐年不断的提高。由于考虑风能捕获效率的问题，目前风电场主要采用变速恒频风电机组，这种风电机组通过快速控制的电力电子变流装置并网，实现了发电系统与电网的解耦控制。变速恒频风电机组与常规火电机组相比，具有控制灵活、响应速度快等优点，但由于转子转速和电网频率解耦，转子转速不再响应电网频率，这同样也带来了一系列难以解决的问题，如电网惯性下降，电网频率不稳定，风功率波动导致电网频率的波动等。

随着风电累计装机容量的增加，为保证电力系统的安全可靠，许多国家纷纷出台了对风电辅助服务功能的导则、要求或规定，其基本出发点是希望风电能够像传统发电机组那样具备提供惯性响应和有功支撑等能力为电力系统的频率调整降低负担。

湍流风况是风电场中最常见的风况之一，具有随机性强，波动性大的特点。在这样的风况下要使风电机组参与电网调频是一件棘手的问题，风电机组输出的功率也会随着风速的波动而波动，这会对电网频率造成较大的影响。目前现有的一次调频控制策略，主要针对恒定风速情况提出，在湍流风况下存在效果差或者不适用的情况，并且在湍流风况下，可能出现过分调频而导致风机退出运行。

中国专利CN112615391A《一种基于减载系数的风电机组一次调频控制方法及装置》公开了一种基于减载系数的风电机组一次调频控制方法及装置，该方法通过获取电网的频率偏差，并基于频率偏差和一次调频死区确定是否启动采样保持器，当启动采样保持器，则获取PI控制器输出的第一PI输出值，并将获取的初始减载系数减去第一PI输出值得到的值作为实际减载系数；当不启动采样保持器，则获取PI控制器输出的第二PI输出值，并将获取的初始减载系数作为实际减载系数，最后基于实际减载系数对风电机组进行一次调频控制。然而，该发明建立在恒定风速的基础上，不适用于湍流风速，不符合工程实际。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种变减载系数的改进超速减载控制系统方法、系统及装置。

本发明采用如下的技术方案：

本发明一方面提供一种变减载系数的改进超速减载控制系统方法，包括以下步骤：

预测未来时刻的平均风速，并进行风功率波动估算，得到平滑风功率波动量；

根据平滑风功率波动量对减载系数进行修正，得到修正后的减载系数；

根据修正后的减载系数计算出减载功率参考值；

减载功率参考值与下垂控制得到的附加功率参考值进行叠加，得到风机有功控制的有功功率参考值；

根据风机有功控制的有功功率参考值对风电机组一次调频控制。

优先地，预测未来时刻的平均风速，并进行风功率波动估算，得到平滑风功率波动量，还包括以下步骤：

根据未来时刻的平均风速，计算出转子转速参考值；

将转子转速参考值与转子转速实际值作差，得到转子转速偏差值Δω；