本发明涉及一种风电场调频领域，尤其涉及一种风电场集中式一次调频协调控制方法。
背景技术：
1、双馈风电机组具有技术成熟、性价比高等优势而作为主流机型在风力发电系统中得以广泛应用。然而，实际工程运行情况表明，由于变速风电机组转子转速与系统频率解耦，在系统频率下降时双馈风电机组无法像常规发电机一样减缓频率变化。风电机组渗透率越高越不利于电网频率稳定，因此变速风电机组参与系统调频和实现可控运行是风电并网运行发展的迫切要求。
2、为了解决双馈风机参与系统调频的问题，现有研究已经提出了一些颇有成效的控制方法，包括功率备用控制、一次调频控制等。然而，留备用功率方式下，风电机组降低了风能利用率，且风速预测的不确定性对风电机组预留备用容量有较大影响。一次调频控制利用转子动能的快速释放，在频率响应的初期进行频率支撑，响应速度快。现有技术没有考虑到不同风速风电机组的频率支撑特性，缺乏对不同风速机组参与调频过程的合理协调。
3、因此，为解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明根据不同风速风电机组频率支撑特性，提出不同风速机组参与调频过程的协调配合控制策略。
2、本发明提出的一种风电场集中式一次调频协调控制方法，包括以下步骤：
3、s1.实时测量风速，根据风速确定出风电场中具备调频能力的风电机组，并将具备调频能力的风电机组划分成不同风速的风电机群；
4、s2.根据风电机组释放的总动能和风能损失计算风电机组的实际增发能量ef；
5、s3.根据实际增发能量ef确定出风电机组的有功输出功率净增量δpe与调频持续时间δt的关系式；
6、s4.基于步骤s3，构建风电机群的有功输出功率净增量δpb与调频持续时间δt的函数l；
7、s5.根据条件极值对函数l求解，得到风电机群的有功输出功率净增量δpb与调频持续时间δt；
8、s6.判断求解得到的风电机群的有功输出功率净增量δpb与调频持续时间δt是否满足预设约束条件，如是，则输出有功输出功率净增量δpb与调频持续时间δt；如否，将不满足预设约束条件的参数的边界值代入步骤s5中，直至满足预设约束条件；
9、s7.当风电场需要频率主动支撑时，风电场集中式控制各个风电机群按照满足预设约束条件的有功输出功率净增量δpb和调频持续时间δt进行频率主动支撑。
10、进一步，步骤s2中，风电机组的实际增发能量ef通过如下公式计算：
11、
12、其中，ek表示风电机组释放的总动能，ew表示风能损失，hw表示惯性时间常数，ω0表示风电机组的初始转速，k表示转子退出调频时的转速与初始转速的倍数，δt表示调频持续时间，δpm表示机械功率变化量。
13、进一步，步骤s3中，风电机组的有功输出功率净增量δpe与调频持续时间δt的关系式通过如下方法得到：
14、由于风电机组的实际增发能量ef与风电机组的有功输出功率净增量δpe存在如下关系：
15、ef＝δpeδt (3.1)
16、联立公式(2.1)和(3.1)，得到风电机组的有功输出功率净增量δpe与调频持续时间δt的关系式如下：
17、
18、其中，δpe表示风电机组的有功输出功率净增量，hw表示惯性时间常数，ω0表示风电机组的初始转速，k表示转子退出调频时的转速与初始转速的倍数，δt表示调频持续时间，δpm表示机械功率变化量。
19、进一步，δpm通过如下公式计算：
20、
21、其中，pmopt表示调频前风电机组的初始功率，ρ表示空气密度，π表示圆周率，r表示风电机组叶轮半径，vw表示风速，δcp表示风能利用系数变化量。
22、进一步，步骤s4中，风电机群的有功输出功率净增量δpb与调频持续时间δt的函数l关系式如下：
23、
24、其中，a表示第一个风电机群中风电机组的序号，a表示第一个风电机群中的风电机组总数，δt表示调频持续时间，δpb,1、δpb,2和δpb,n分别表示第一个、第二个和第n个风电机群的有功输出功率净增量，d表示第二个风电机群中风电机组的序号，d表示第二个风电机群中的风电机组总数，λ表示权重系数，δpl表示负荷扰动功率；
25、其中，同一个风电机群内所有的风电机组的调频持续时间相同；风电机群的有功输出功率净增量由风电机群内所有的风电机组的有功输出功率净增量相加得到。
26、进一步，步骤s6中，预设约束条件为：
27、
28、其中，τ表示最小调频持续时间，δtn,max表示第n个风电机群的最大调频持续时间，δtn,rec表示第n-1个风电机组的功率恢复至0.9倍调频初始功率所需的最大时间，δpb,n,max表示第n个风电机群的最大的有功输出功率净增量。
29、进一步，步骤s7中，当风电场需要频率主动支撑时，将满足预设约束条件的风电机群的有功输出功率净增量δpb,n作为调频有功指令输入至风电机群，同时对不同风速的风电机群进行调频，并执行至满足预设约束条件的调频持续时间。
30、进一步，步骤s1中，具备调频能力的风电机组满足如下条件：风电机组运行状态风速大于6m/s且小于等于12m/s。
31、本发明的有益效果：本发明根据风速对风电机组进行区分，通过条件极值和设定预设约束条件确定不同风速的风电机组参与调频过程的有功输出功率净增量和调频持续时间，使得有功输出功率净增量和调频持续时间能够与频率支撑特性适配，从而能够减小系统频率一次跌落和二次跌落的可能性，为风电机组参数系统调频提供支持。
1.一种风电场集中式一次调频协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述风电场集中式一次调频协调控制方法，其特征在于：步骤s2中，风电机组的实际增发能量ef通过如下公式计算：
3.根据权利要求2所述风电场集中式一次调频协调控制方法，其特征在于：步骤s3中，风电机组的有功输出功率净增量δpe与调频持续时间δt的关系式通过如下方法得到：
4.根据权利要求3所述风电场集中式一次调频协调控制方法，其特征在于：δpm通过如下公式计算：
5.根据权利要求3所述风电场集中式一次调频协调控制方法，其特征在于：步骤s4中，风电机群的有功输出功率净增量δpb与调频持续时间δt的函数l关系式如下：
6.根据权利要求5所述风电场集中式一次调频协调控制方法，其特征在于：步骤s6中，预设约束条件为：
7.根据权利要求6所述风电场集中式一次调频协调控制方法，其特征在于：步骤s7中，当风电场需要频率主动支撑时，将满足预设约束条件的风电机群的有功输出功率净增量δpb,n作为调频有功指令输入至风电机群，同时对不同风速的风电机群进行调频，并执行至满足预设约束条件的调频持续时间。
8.根据权利要求1所述风电场集中式一次调频协调控制方法，其特征在于：步骤s1中，具备调频能力的风电机组满足如下条件：风电机组运行状态风速大于6m/s且小于等于12m/s。
