[發明專利]一種頻率下垂控制雙饋風機的暫態有功支撐能力配置方法

有效

• 申請號: 201710071440.X
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106786810B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 吳跨宇;辛煥海;黃林彬;盧岑岑;房樂;陸海清;黃曉明;孫維真;熊鴻韜;樓伯良;盧嘉華;黃弘揚;張鋒;沈軼君;張建承
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/38
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種頻率下垂控制雙饋風機的暫態有功支撐能力配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過對頻率下垂控制雙饋風機的外特性分析，建立關于電網頻率的風機虛擬功角-轉速特征方程，進而得到關于電網頻率的風機轉速平衡點，根據給定頻率波動下的風機暫態有功支撐能力要求，計算暫態過程中期望到達的轉速平衡點并代入虛擬功角-轉速特征方程中求得相應的下垂系數設定值，實現頻率下垂控制風機暫態有功支撐能力的配置；

所述的關于電網頻率的風機虛擬功角-轉速特征方程為以下公式：

其中，δ′是風機的虛擬功角，ω_r是風機的轉速，K_P為下垂系數設定值，f_DL(ω_r)表示風機的最大功率跟蹤特性或減載特性函數，ω₀表示風機頻率下垂控制的角頻率設定值，ω_g表示電網角頻率，T_a是表示風機慣性的時間常數，f_M(ω_r)表示風機槳葉的風能捕獲特性函數，D表示雙饋風機的阻尼系數，P_E表示風機的電磁功率，V_DFIG表示風機的機端電壓，U_Grid表示電網電壓，X_Σ表示線路上的阻抗。

2.根據權利要求1所述的一種頻率下垂控制雙饋風機的暫態有功支撐能力配置方法，其特征在于：通過對頻率下垂控制或虛擬同步機控制輸出的磁鏈角頻率參考值與電網角頻率之差積分獲取虛擬功角δ′。

3.根據權利要求1或2所述的一種頻率下垂控制雙饋風機的暫態有功支撐能力配置方法，其特征在于：所述的關于電網頻率的風機轉速平衡點為以下公式：

ω_re＝max(ω_r1,ω_r2)

其中，ω_re是風機的轉速平衡點，ω_r1和ω_r2是以下方程成立時ω_r的兩個不同解：

其中，f_DL(ω_r)表示風機的最大功率跟蹤特性或減載特性函數，K_P為頻率下垂系數設定值，ω₀表示風機頻率下垂控制的角頻率設定值，ω_g表示電網角頻率，f_M(ω_r)表示風機槳葉的風能捕獲特性函數，D表示雙饋風機的阻尼系數。

4.根據權利要求1或2所述的一種頻率下垂控制雙饋風機的暫態有功支撐能力配置方法，其特征在于：所述的暫態過程中期望到達的轉速平衡點以及滿足風機暫態有功支撐能力要求的下垂系數設定值的表達式為：

其中，ω_re(new)是頻率波動時暫態過程中期望到達的轉速平衡點，ω_re(0)是額定電網頻率下風機的轉速平衡點，E_assist是滿足暫態有功支撐能力要求的風機轉子動能釋放總合，J_DFIG是風機的等效轉動慣量，ω₀表示風機頻率下垂控制的角頻率設定值，ω_g表示電網角頻率，f_M(ω_r)表示風機槳葉的風能捕獲特性函數，D表示雙饋風機的阻尼系數，f_DL(ω_r)表示風機的最大功率跟蹤特性或減載特性函數。