[發明專利]一種變速風電機組頻率控制器參數的優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201811504047.6
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109560573B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 楊立濱;張節潭;李正曦;王茂春;郭樹鋒;甘嘉田;周鵬;李劍;王凡
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司;國網青海省電力公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/48;H02J3/24
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

1.一種變速風電機組頻率控制器參數的優化方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、確立風電機組的頻率控制策略，并根據該頻率控制策略確定關鍵參數及其數值范圍；

其中，在步驟1中，所確立的風電機組的頻率控制策略表示為：

其中，P_ref表示風電機組在參與系統頻率控制時輸出功率的參考值；P_m表示風電機組的機械功率；ω_r表示風電機組的轉速；ω_r0表示系統頻率發生擾動時風電機組的初始轉速；K為比例系數；ω_dec表示風電機組釋放旋轉動能結束時的轉速；

所述關鍵參數為：K和ω_dec；

所述關鍵參數的數值范圍由風電機組的運動方程確定，所述運動方程為：

其中，H為風電機組的慣性常數，Pe為風電機組的輸出功率；

步驟2、建立系統頻率響應綜合模型，將確定的滿足范圍限定要求的關鍵參數帶入系統頻率響應綜合模型，獲得系統頻率響應曲線；其中，所述系統頻率響應綜合模型包括不同類型的同步發電機模型和含有頻率控制器的風力發電機模型；

步驟3、由描述系統頻率變化的指標構成多目標函數來量化系統的頻率響應曲線，并在已知關鍵參數范圍的前提下，獲得最大適應度對應的頻率控制器參數；

其中，所述描述系統頻率變化的指標包括：

頻率的最大偏移量Δf_max，最大的頻率變化率(df/dt)_max，頻率下降的時間T_nadir；

所建立的多目標函數表示為：

F(ω_dec,K)＝α|Δf_max|+β|(df/dt)_max|+γ|T_nadir|

其中，α、β、γ是三個指標的權重，其取值表示了對頻率響應的重要程度。

2.根據權利要求1所述變速風電機組頻率控制器參數的優化方法，其特征在于，在步驟2中，

所述同步發電機模型由渦輪機模型和調速器模型構成；

所述風力發電機模型由風電機組模塊和頻率控制器組成；

所述的系統頻率響應曲線是在頻率響應綜合模型中仿真獲得的。

3.根據權利要求1所述變速風電機組頻率控制器參數的優化方法，其特征在于，在步驟3中，所構成的多目標函數表示為：

F(ω_dec,K)

其中，K和ω_dec為確定的關鍵參數，滿足關鍵參數的取值范圍；

K和ω_dec作為遺傳算法的個體；以F(ω_dec,K)作為遺傳算法的適應度，在最優適應度的進化選擇過程中得到風電機組頻率控制器優化參數。

4.根據權利要求1所述變速風電機組頻率控制器參數的優化方法，其特征在于，在步驟3中，具體通過遺傳算法獲得最大適應度對應的頻率控制器參數。