[發明專利]基于深度信念網絡的低風速分散式風電微電網調頻方法

有效

• 申請號: 201811150737.6
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109301863B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 邊曉燕;丁煬;張菁嫻;李東東;周歧斌;趙耀;楊帆
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/24
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發明涉及一種基于深度信念網絡的低風速分散式風電微電網調頻方法，包括以下步驟：1)根據DFIG風電機組參數獲取DFIG可參與調頻的最小風速V_wmin以及滿足控制要求的臨界風速V_wl；2)并采用風機虛擬慣量控制和超速控制對DFIG進行控制；3)建立深度信念網絡，且以區間[V_wmin,V_wl]作為風速的取值約束區間，對不同風速下的控制參數和減載率進行優化，抑制微電網頻率波動，最終獲取在不同風速下最優的控制參數與減載率。與現有技術相比，本發明具有控制精度高、考慮風速約束、頻率調節效果更佳、棄風更少等優點。

技術領域

本發明涉及低風速風機微電網調頻領域，尤其是涉及一種基于深度信念網絡的低風速分散式風電參與微電網調頻的方法。

背景技術

隨著低風速技術的發展，分散式風電的接入為微電網注入了新的血液。但由于風速低，分散式風電的出力較低，如何使其在微電網孤島運行時參與抑制負荷擾動等引起的頻率波動，為提高微電網的頻率抗擾動能力提供功率支撐，還有待研究。

風電機組中加入虛擬慣量控制，通過釋放雙饋風力發電機(DFIG)轉子轉速中儲存的部分動能來增大DFIG出力，通過使電網頻率與轉子轉速耦合來對頻率的變化做出響應。但由于虛擬慣量提供的功率支撐十分短暫，并且需要吸收電磁功率使轉速逐漸恢復至初始值，此過程將導致DFIG出力跌落，因此在風速低于一定值時利用超速控制使風電機組運行在某一減載率的減載曲線上，將預留出的備用容量用于調頻，從而能夠減小虛擬慣量控制引起的DFIG出力跌落的幅度。由于當風速超過DFIG額定風速時，DFIG轉速維持在最大值，此時若繼續減載將導致轉子轉速越限，超速控制失效；因而在風速超過DFIG額定風速后利用變槳距角控制實現減載變減載率的超速控制。

在虛擬慣量控制以及超速控制的參數設置方面，傳統方法是通過試錯法得到，根據不同控制參數作用下得到的系統動態頻率偏差、轉子轉速恢復時間、DFIG有功出力跌落值來評價參數的優劣，從而利用試錯法總結出控制參數與風速的關系曲線，不僅工作量巨大，而且最終曲線的精度難以保證。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于深度信念網絡的低風速分散式風電微電網調頻方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于深度信念網絡的低風速分散式風電微電網調頻方法，包括以下步驟：

1)根據DFIG風電機組參數獲取DFIG可參與調頻的最小風速V_wmin以及滿足控制要求的臨界風速V_wl；

2)并采用風機虛擬慣量控制和超速控制對DFIG進行控制；

3)建立深度信念網絡，且以區間[V_wmin,V_wl]作為風速的取值約束區間，對不同風速下的控制參數和減載率進行優化，抑制微電網頻率波動，最終獲取在不同風速下最優的控制參數與減載率。

所述的步驟1)中，DFIG可參與調頻的最小風速V_wmin與風電機組參數的關系為：

其中，λ_opt為減載后，對應最大風能利用系數C_Pmax的葉尖速比，ρ為空氣密度，P_rated為風電機組額定功率，R為風輪半徑，λ_del為減載后對應的葉尖速比。

所述的步驟1)中，為使得低風速風況下DIFG可以參與調頻，最小風速V_wmin取值為5m/s。

所述的步驟1)中，臨界風速V_wl的表達式為：