[發(fā)明專利]含風電的電力系統(tǒng)頻率響應模型建立方法和頻率特性指標計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711011404.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107679769B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 戴劍豐;湯奕;王琦
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;H02J3/02;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常虹

1.含風電的電力系統(tǒng)頻率響應模型建立方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的發(fā)電機組類型是火電機組，將占系統(tǒng)總發(fā)電量比例為ρ的風電機組代替同等容量的火電機組接入電網(wǎng)；

(2)風電場風電機組采用虛擬慣性和槳距角減載的頻率輔助控制策略，根據(jù)風電機組的轉子運動方程，并采用小信號分析方法，建立風電機組的降解動態(tài)頻率響應模型；

(3)根據(jù)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率響應模型和建立的風電機組降解動態(tài)頻率響應模型，建立計及風電調(diào)頻的電力系統(tǒng)頻率響應模型；

步驟(2)中風電機組的功率變化量，即風電機組的降解動態(tài)頻率響應模型為：

其中s為拉普拉斯算子，v為實時的風速，△v(s)為風速變化量；△f(s)為頻率變化量，中間參數(shù)為：

上式中R_w和k_w是虛擬慣性控制的參數(shù)，ω是轉子轉速，k_p是風能最大利用系數(shù)；k_C是風能利用系數(shù)對葉尖速比的偏導數(shù)，C_Pref是風能利用系數(shù)的參考值，λ_ref是葉尖速比的參考值，k_β是風能利用系數(shù)對槳距角的偏導數(shù)，k_b是槳距角控制的比例系數(shù)，H_w是風力發(fā)電機的慣性時間常數(shù)；

步驟(3)中建立的計及風電調(diào)頻的電力系統(tǒng)頻率響應模型為：

其中m₀，m₁，m₂，n₀，n₁，n₂，n₃分別是和風電機組、傳統(tǒng)火電機組參數(shù)相關聯(lián)的等值常數(shù)，△P_L(s)為負荷擾動量的頻域表達式。

2.根據(jù)權利要求1所述的含風電的電力系統(tǒng)頻率響應模型建立方法，其特征在于，計及風電調(diào)頻的電力系統(tǒng)頻率響應模型的時域表達式為：

其中A₀、A₁、B₀、B₁、p、ω_n、ζ_n是常數(shù)。

3.如權利要求2所述電力系統(tǒng)頻率響應模型建立方法的含風電的電力系統(tǒng)頻率特性指標計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)計及風電調(diào)頻的電力系統(tǒng)頻率響應模型如下：

獲取時域表達式：

(2)根據(jù)計及風電調(diào)頻的電力系統(tǒng)頻率響應模型的時域表達式，計算電網(wǎng)動態(tài)頻率特性指標，所述電網(wǎng)動態(tài)頻率的特性指標是：初始頻率變化率、最大頻率偏差發(fā)生時刻、最大頻率偏差、穩(wěn)態(tài)頻率偏差；

所述初始頻率變化率IFCR計算式為：

其中△P_d為負荷擾動的時域表達式，H為火電機組的等效慣性時間常數(shù)；

所述最大頻率偏差發(fā)生時刻t_max的計算為：對計及風電調(diào)頻的電力系統(tǒng)頻率響應模型時域表達式進行求導，令導數(shù)為零，此時求出的時間解即是最大頻率偏差發(fā)生時刻t_max；

所述最大頻率偏差△f_max的計算為：將t_max代入計及風電調(diào)頻的電力系統(tǒng)頻率響應模型時域表達式，此時求出的頻率解即是最大頻率偏差，△f_max＝△f(t_max)；

所述穩(wěn)態(tài)頻率偏差SFD的計算為：

其中△v_d為負荷擾動的時域表達式，D為火電機組的等效阻尼系數(shù)，R為火電機組的等效調(diào)差系數(shù)。