[發明專利]一種風電場一次調頻控制方法

有效

• 申請號: 201810169698.8
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108306312B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王浩;許洪華;徐浩;張雷;林資旭;李海東
• 申請（專利權）人: 科諾偉業風能設備（北京）有限公司;北京科諾偉業科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種風電場一次調頻控制方法，其特征在于，所述的調頻控制方法根據風電場控制系統采集的并網點頻率f、風電場出口實際有功功率P_act、無功功率和各臺機組風速，利用線性插值方法計算當前風速下風電場各臺機組的最大可發有功功率P_curve[i]，并計算全風電場最大可發有功功率P_{curve_total}；計算風電場參與一次調頻需要預留的有功功率備用容量P_reserve；當監測到電網頻率f出現波動時，如果波動超出了預設的頻率死區，則使能一次調頻功能，通過下垂控制建立頻率與有功功率的關系，并計算出風電場有功功率參考值；將風電場有功功率參考值與實際值之間的偏差作為AGC自動發電控制的輸入量，通過PI控制器計算出風電場有功功率下發值，下發至風電場內各臺可控機組；

所述風電場參與一次調頻需要預留的有功功率備用容量P_reserve的計算式如下：

P_reserve＝P_{curve_total}-k4·P_N

其中，P_N為風電場額定有功功率，k4為有功功率預留系數，k4設置為可調參數；

當風電場實際有功功率P_act大于P_{curve_total}·a％時，使能一次調頻控制；

上式中，參數a在0～100范圍內可調，P_{curve_total}為根據風電場內各臺機組當前風速通過查表所得全風電場理論可發有功功率；

在一次調頻控制過程中，定義f_d為頻率控制死區；當并網點頻率f≥50.0-f_d且f≤50.0+f_d時，頻率波動處于死區范圍內，不進行調節；

當f＜50.0-f_d時，進入第一下垂控制區間(1)，并計算得出相應的有功功率參考值P_ref＝P_reserve+(50-f_d-f)·k1·P_N；

當f＞50.0+f_d且f＜f_limmax時，進入第二下垂控制區間(2)，

其中f_limmax為下垂控制最大頻率，超出該頻率后風電場切出運行；

計算第二下垂控制區間(2)的有功功率參考值：P_ref＝P_reserve-(f-(50+f_d))·k2·P_N

不滿足上述條件時，則有功功率參考值P_ref＝0；k1為第一下垂控制區間下垂系數，k2為第二下垂控制區間的下垂系數，P_N為風電場額定有功功率；

計算風電場并網點有功功率參考值P_ref與實際值P_act之差，即有功功率偏差：ΔP＝P_ref-P_act，如果有功功率偏差在有功功率調節死區外，即：ΔP＞P_{dead_area}或ΔP＜-P_{dead_area}，以風電場并網點有功功率偏差ΔP作為輸入，經過有功功率PI閉環控制器以及安全約束后，輸出風電場并網點有功功率下發值P_set；P_{dead_area}為有功功率控制死區閾值。

2.根據權利要求1所述的風電場一次調頻控制方法，其特征在于,計算場內可控機組數量的方法如下：

首先初始化可控機組臺數：WTCtrl_Num＝0，并實時讀取風電場內各臺機組運行狀態，假設機組僅在發電模式下能夠進行有功功率控制，依次判斷每臺機組運行狀態是否處于發電模式；如果某臺機組處于上述運行模式，則更新可控機組臺數：WTCtrl_Num＝WTCtrl_Num+1，并標記該機組為可分配機組；當機組狀態為非發電模式，保持可控機組臺數不變：WTCtrl_Num＝WTCtrl_Num；當監測到風電場一次調頻控制系統與場內某臺機組通訊中斷時，閉鎖該機組，即該機組不參與風電場一次調頻控制，只針對可控機組進行下一步的有功功率分配。

3.根據權利要求1所述的風電場一次調頻控制方法，其特征在于,按照各臺可控機組的有功備用容量比例或最大可發有功功率比例分配有功功率；

按照各臺可控機組備用容量比例分配有功功率的方法如下：

首先計算場內各臺可控機組的有功功率備用容量P_backup[i]，以及全場有功功率備用容量之和P_{backup_total}：

P_backup[i]＝P_curve[i]-P_act[i]

其中，P_curve[i]為查表所得各臺可控機組最大可發有功功率，P_act[i]為各臺機組實際反饋有功功率，n為可控機組總臺數；

隨后按照有功功率備用容量比例分配有功功率：

按照最大可發有功比例分配有功功率的方法如下：

其中，P_set為風電場有功功率下發值；

基于上述步驟，以風電場并網點實際頻率為參考，進行下垂調頻結合有功功率PI閉環控制，并確定風電場內可控機組數量，達到精確調節風電場并網點頻率的目的。