[發明專利]一種基于DFIG與同步發電機的電力系統二次調頻方法

在審

• 申請號: 201710990172.1
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107658910A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 馬寧寧;張晨曦;王德林;范林源;蔡瑞清
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/38
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙)51229
• 代理人: 何凡

技術領域

本發明屬于電力系統調頻控制技術領域，具體涉及一種基于DFIG與同步發電機的電力系統二次調頻方法的設計。

背景技術

發展可再生能源是改善我國能源結構、推進環境保護、保持社會與經濟可持續發展的重大舉措。但是可再生電源一般都具有波動性與間歇性的特征，使得可再生能源和電網的整體協調性較低；且可再生電源在傳統的控制方式下一般運行在最大功率跟蹤點，無法在系統頻率波動時提供有功支持，更不能改變功率-頻率特征曲線參與在系統頻率的二次調節。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于DFIG與同步發電機的電力系統二次調頻方法，使雙饋感應風力發電機組(DFIG)具備和同步發電機類似的二次調頻能力，通過與同步發電機之間調頻出力的配合，有效減輕同步發電機的調頻壓力，既能防止風機在參與調頻時超出風機的調頻容量，又可以使DFIG通過槳距角減載儲備的功率盡可能多地用于調頻，減少棄風。

本發明的技術方案為：一種基于DFIG與同步發電機的電力系統二次調頻方法，包括以下步驟：

S1、測量電力系統的頻率并計算同步發電機頻率偏差Δf。

S2、測量電力系統的聯絡線功率并計算聯絡線凈交換功率ΔP_T。

S3、根據歷史數據估計風功率預測誤差ΔP_W。

S4、判斷DFIG所處環境風速是否大于12m/s，若是則進入步驟S5，否則進入步驟S6。

S5、設置DFIG的參考槳距角，使DFIG留有備用，進入步驟S7。

S6、DFIG不參與電力系統二次調頻，進入步驟S7。

S7、根據同步發電機頻率偏差Δf、聯絡線凈交換功率ΔP_T以及風功率預測誤差ΔP_W計算得到二次調頻ACE值。

S8、根據二次調頻ACE值計算計劃外有功功率設定值P_agc。

S9、計算風電場二次頻率調節參與系數K_wp。

S10、根據計劃外有功功率設定值P_agc與風電場二次頻率調節參與系數K_wp計算分配給各機組的功率增量。

本發明的有益效果是：

(1)考慮風機當前風速下的槳距角減載控制方法，通過整定不同風速下風機的有功輸出及槳距角關系，可以使風機在多種風速下均能較好地參與二次調頻。

(2)通過協調風機與同步發電機之間的調頻出力，保證頻率偏差及聯絡線凈功率偏差在允許范圍內時，使風機儲備的功率充分地用于調頻，既可滿足電網頻率調整的需求，減輕同步發電機的調頻壓力，又能盡量減少風機減載備用產生的棄風。

附圖說明

圖1所示為本發明實施例提供的一種基于DFIG與同步發電機的電力系統二次調頻方法流程圖。

圖2所示為本發明實施例提供的改進AGC模型示意圖。

圖3所示為本發明實施例提供的恒定風速下的仿真結果示意圖。

圖4所示為本發明實施例提供的高風速段下的仿真結果示意圖。

圖5所示為本發明實施例提供的低風速段下的仿真結果示意圖。

具體實施方式

現在將參考附圖來詳細描述本發明的示例性實施方式。應當理解，附圖中示出和描述的實施方式僅僅是示例性的，意在闡釋本發明的原理和精神，而并非限制本發明的范圍。

本發明實施例提供了一種基于DFIG與同步發電機的電力系統二次調頻方法，如圖1所示，包括以下步驟S1-S10：

S1、測量電力系統的頻率并計算同步發電機頻率偏差Δf，計算公式為：Δf＝f－f_N，式中f為電力系統實測頻率、f_N為電力系統額定頻率。

S2、測量電力系統的聯絡線功率并計算聯絡線凈交換功率ΔP_T，計算公式為：式中U₁、U₂為聯絡線兩端母線電壓幅值，X₁₂為聯絡線的電抗，θ₁、θ₂為母線電壓相角。

S3、根據歷史數據估計風功率預測誤差ΔP_W，計算公式為：式中P_forecast為風電場預測值，本發明實施例中基于風速時間序列預測風電場功率輸出，P_Wm為風電場中第m臺風機的輸出功率，n為風機總數。