基于组合策略的一次调频方法和装置与流程

专利2025-04-06  32


本申请涉及风电机组一次调频,尤其涉及一种基于组合策略的一次调频方法和装置。


背景技术:

1、频率质量是衡量电力系统电能质量的重要指标。电力系统的频率波动对发电厂、电力用户会带来诸多不利的影响,所以有必要进行频率调整,从而来维持电网频率的稳定。一般来说,同步发电机的转速与电力系统的频率存在着紧密的关系,所以如果能保证所有并列运行的发电机可以同步运行,则电力系统的频率是固定不变的。但是,电力系统的负荷波动时,发电机的输出电磁功率会发生改变,从而引起发电机转速的变化,造成电力系统的频率波动。因此,要想维持频率恒定不变是很难实现的,所以,常用的办法是通过把电力系统的频率变化控制在一定范围内,而现有的一次调频策略并不能很好的同时解决电力系统的动态和静态响应。


技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此,本申请的第一个目的在于提出一种基于组合策略的一次调频方法,解决了现有的一次调频策略并不能很好的同时解决电力系统的动态和静态响应的技术问题,将惯性控制策略和桨距角控制策略相结合,通过惯性控制来提高电力系统频率的动态特性,通过桨距角控制策略来减小频率的稳态偏差,从而能够很好地解决电力系统频率的动态和静态响应。

3、本申请的第二个目的在于提出一种基于组合策略的一次调频装置。

4、本申请的第三个目的在于提出一种计算机设备。

5、本申请的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

6、为达上述目的,本申请第一方面实施例提出了一种基于组合策略的一次调频方法,包括:通过附加惯性控制和切换功率跟踪曲线优化功率跟踪特性的虚拟惯性控制,以得到风电机组的惯性控制策略;通过引入电力系统频率变化量控制桨距角,以得到桨距角调频控制策略;根据惯性控制策略和桨距角调频控制策略,对风电机组进行一次调频。

7、可选地,在本申请的一个实施例中,附加惯性控制根据电力系统频率的变化率模拟风电机组的惯性响应,当电力系统频率发生变化时,快速调节风电机组的电磁功率,补偿电力系统的功率缺额,进而通过改变风力机转速,释放或者吸收风电机组的旋转动能,使风电机组能够对电力系统进行惯性支撑;

8、其中,附加惯性控制输出的有功增量表示为:

9、

10、其中,k表示微分控制比例系数,用于模拟风电机组的虚拟惯量,fsys表示电力系统频率。

11、可选地,在本申请的一个实施例中,切换功率跟踪曲线通过在最大功率跟踪曲线上加入频率偏差信号,从而调节风电机组的有功输出,分担电网有功的突变,通过自身转速及动能的变化调节频率的变化,使风电机组具备惯性响应能力,其中,通过改变功率跟踪曲线的比例系数调节风电机组有功功率;

12、其中,预设的风电机组指令功率随转子转速变化的曲线,即有功功率和转速关系表示为:

13、

14、其中,kopt表示最大风功率追踪曲线的系数,ω0表示风力机初始转速,ω1表示为风电机组的额定转速,ωmax表示风力发电机的最大转速,pmax表示风力发电机最大输出有功功率;

15、惯性控制下功率跟踪曲线的比例系数表示为:

16、

17、其中,p0表示初始电磁功率,ωr0表示初始转速,δf表示频率偏差信号,η表示转速调节系数。

18、可选地,在本申请的一个实施例中,通过引入电力系统频率变化量控制桨距角,以得到桨距角调频控制策略,包括:

19、通过引入电力系统频率变化量控制桨距角,并根据桨距角调整桨叶的角度使风电机组捕获功率,同时使得风电机组运行在最大功率曲线的点之外,以使得风电机组具备调频备用容量参与电力系统的一次调频。

20、可选地,在本申请的一个实施例中,根据惯性控制策略和桨距角调频控制策略,对风电机组进行一次调频,包括:

21、将惯性控制策略和桨距角调频控制策略相结合对风电机组进行一次调频以通过惯性控制提高系统频率的动态特性,通过桨距角控制策略来减小频率的稳态偏差。

22、为达上述目的,本申请第二方面实施例提出了一种基于组合策略的一次调频装置,包括:

23、惯性控制策略获取模块,用于通过附加惯性控制和切换功率跟踪曲线优化功率跟踪特性的虚拟惯性控制,以得到风电机组的惯性控制策略;

24、桨距角调频控制策略获取模块,用于通过引入电力系统频率变化量控制桨距角,以得到桨距角调频控制策略;

25、一次调频模块,用于根据惯性控制策略和桨距角调频控制策略,对风电机组进行一次调频。

26、为达上述目的,本申请第三方面实施例提出了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时,实现上述施例所述的基于组合策略的一次调频方法。

27、为了实现上述目的,本申请第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质,当所述存储介质中的指令由处理器被执行时,能够执行一种基于组合策略的一次调频方法。

28、本申请实施例的基于组合策略的一次调频方法、装置、计算机设备和非临时性计算机可读存储介质,解决了现有的一次调频策略并不能很好的同时解决电力系统的动态和静态响应的技术问题,将惯性控制策略和桨距角控制策略相结合,通过惯性控制来提高电力系统频率的动态特性,通过桨距角控制策略来减小频率的稳态偏差,从而能够很好地解决电力系统频率的动态和静态响应。

29、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。



技术特征:

1.一种基于组合策略的一次调频方法,其特征在于,

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述附加惯性控制根据电力系统频率的变化率模拟风电机组的惯性响应,当电力系统频率发生变化时,快速调节风电机组的电磁功率,补偿电力系统的功率缺额,进而通过改变风力机转速,释放或者吸收风电机组的旋转动能,使风电机组能够对电力系统进行惯性支撑;

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述切换功率跟踪曲线通过在最大功率跟踪曲线上加入频率偏差信号,从而调节风电机组的有功输出,分担电网有功的突变,通过自身转速及动能的变化调节频率的变化,使风电机组具备惯性响应能力,其中,通过改变功率跟踪曲线的比例系数调节风电机组有功功率;

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过引入电力系统频率变化量控制桨距角,以得到桨距角调频控制策略,包括:

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述惯性控制策略和所述桨距角调频控制策略,对所述风电机组进行一次调频,包括:

6.一种基于组合策略的一次调频装置,其特征在于,包括:

7.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

8.一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。


技术总结
本申请提出了一种基于组合策略的一次调频方法和装置,涉及风电机组一次调频技术领域,其中,该方法包括:通过附加惯性控制和切换功率跟踪曲线优化功率跟踪特性的虚拟惯性控制,以得到风电机组的惯性控制策略;通过引入电力系统频率变化量控制桨距角,以得到桨距角调频控制策略;根据惯性控制策略和桨距角调频控制策略,对风电机组进行一次调频。本申请将惯性控制策略和桨距角控制策略相结合,通过惯性控制来提高电力系统频率的动态特性,通过桨距角控制策略来减小频率的稳态偏差,从而能够很好地解决电力系统频率的动态和静态响应。

技术研发人员:汤海雁,章卓雨,申旭辉,孙栩,陈怡静,赫卫国,巴蕾,李春华
受保护的技术使用者:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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