[發(fā)明專利]一種風(fēng)電場(chǎng)慣量調(diào)頻的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710738585.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN107565611B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱敏;唐彬偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司
• 主分類號(hào): H02J3/48
• 分類號(hào): H02J3/48;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電場(chǎng)頻率控制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種風(fēng)電場(chǎng)慣量調(diào)頻的方法。

背景技術(shù)

近年來，由于能源、環(huán)境、技術(shù)等因素，新能源領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注和發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)的滲透率不斷提升，與此同時(shí)，傳統(tǒng)的同步發(fā)電裝置比例逐漸降低，電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相對(duì)減少。

由于風(fēng)能具有間歇性及不可控性，風(fēng)電機(jī)組大多采用電力電子并網(wǎng)逆變器模式，該模式下風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率之間不存在直接耦合關(guān)系，未能體現(xiàn)常規(guī)電力系統(tǒng)固有的慣性和調(diào)頻調(diào)壓特性，若采用適當(dāng)?shù)目刂扑惴ǎ够诓⒕W(wǎng)逆變器的電源在外特性上模擬或部分模擬出同步發(fā)電機(jī)的頻率及電壓控制特性，這就是所謂的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制。

目前的風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻主要基于變槳控制，通過控制風(fēng)機(jī)的槳矩角，改變槳葉的迎風(fēng)角度與輸入的機(jī)械能量，使其處于最大功率點(diǎn)之下的某一運(yùn)行點(diǎn)，從而留出一定的備用容量。變槳控制調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，調(diào)節(jié)范圍廣，可持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、但是響應(yīng)慢，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性貢獻(xiàn)小。其控制雖然模擬了同步發(fā)電機(jī)一次調(diào)頻特性，但是未能模擬轉(zhuǎn)子慣性。

本發(fā)明主要涉及模擬發(fā)電機(jī)組的慣量特性方法，調(diào)節(jié)有功輸出，參與電網(wǎng)的調(diào)頻控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種風(fēng)電場(chǎng)慣量調(diào)頻的方法，主要是在變槳調(diào)頻的基礎(chǔ)上，疊加慣量調(diào)頻，可同時(shí)滿足響應(yīng)速度與能量可持續(xù)的雙重要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種風(fēng)電場(chǎng)慣量調(diào)頻的方法，包括以下步驟：

1)通訊獲取風(fēng)電場(chǎng)及風(fēng)場(chǎng)中機(jī)組參數(shù)信息，包括采集并網(wǎng)點(diǎn)的信息以及風(fēng)機(jī)主控中的機(jī)組信息和用戶設(shè)置的參數(shù)信息；

2)判斷風(fēng)場(chǎng)是否具備一次調(diào)頻的功能以及是否進(jìn)入調(diào)頻模式，具體如下：

2.1)判斷風(fēng)場(chǎng)是否具備一次調(diào)頻的功能，如果風(fēng)場(chǎng)具備一次調(diào)頻的功能，則執(zhí)行步驟2.2)，否則全場(chǎng)所有風(fēng)機(jī)慣量調(diào)節(jié)量命令值設(shè)置為0，即ΔPset(i)＝0，i∈(0，N-1)，其中，ΔPset(i)表示下發(fā)給單機(jī)的慣量調(diào)節(jié)指令值，N表示全場(chǎng)風(fēng)機(jī)的數(shù)量，(0，N-1)為風(fēng)機(jī)的編號(hào)，執(zhí)行步驟6)，流程結(jié)束；

2.2)如果風(fēng)場(chǎng)具備一次調(diào)頻的功能，則進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)是否進(jìn)入頻率調(diào)節(jié)的死區(qū)范圍判斷，若在死區(qū)范圍內(nèi)，則輸出全場(chǎng)所有風(fēng)機(jī)ΔPset(i)＝0，i∈(0，N-1)，流程結(jié)束，若不在死區(qū)范圍內(nèi)，則進(jìn)行步驟3)，其中是否在死區(qū)范圍內(nèi)的判斷方法如下：

當(dāng)f_low≤f_pcc≤f_up，頻率在死區(qū)范圍內(nèi)；

當(dāng)f_pcc＜f_low或f_pcc＞f_up，頻率在死區(qū)范圍外，進(jìn)入一次調(diào)頻；

其中，f_pcc為采集的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)頻率值，f_low為頻率死區(qū)下限值，默認(rèn)可取49.95Hz，f_high為頻率死區(qū)上限值，默認(rèn)值可取50.05Hz，具體根據(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)度要求進(jìn)行設(shè)定；

3)檢測(cè)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的慣量調(diào)節(jié)能力，統(tǒng)計(jì)整個(gè)風(fēng)場(chǎng)總慣量調(diào)節(jié)能力，具體包括以下步驟：

3.1)掃描所有風(fēng)機(jī)，將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)換為葉輪的角速度值，轉(zhuǎn)換公式如下：

ω_mea(i)＝n_mea(i)/r_atio(i)*2*π/60,i∈(0,N-1)

ω_min(i)＝n_min(i)/r_atio(i)*2*π/60,i∈(0,N-1)

ω_max(i)＝n_max(i)/r_atio(i)*2*π/60,i∈(0,N-1)