[發明專利]限電條件下風電場調頻方法和裝置

有效

• 申請號: 201910322842.1
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110112791B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 崔陽;宋鵬;王曉聲;張揚帆;劉京波;吳林林;楊偉新;柳玉;程雪坤
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網有限公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/38
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;任默聞

本發明提供一種限電條件下風電場調頻方法和裝置，將風電場中各風電機組按照其實際運行工況劃分為A、B、C、D、E類風電機組，并根據預設的分配策略依次調動A類、B類、C類和D類四類風電機組，實現風電場主動調頻，最大化利用棄風電量，充分考慮限電條件下風電機組調頻方式及風電場內各風電機組有功功率調節量，合理利用各風電機組預留的備用容量，優化分配有功調節量，并且能夠保證風電場準確響應電力系統頻率變化，兼顧了風電場調頻的準確性和經濟性。

技術領域

本發明涉及新能源發電技術領域，尤其涉及一種限電條件下風電場調頻方法和裝置。

背景技術

隨著電力系統中風電滲透率迅速提升，電網面臨的頻率問題日益嚴重。與傳統同步發電機組不同，雙饋風電機組和永磁直驅風電機組通過變流器與電網連接，輸出有功功率與電網頻率解耦，電力系統發生功率缺額或功率過剩導致系統頻率降低或升高時，風電機組有功輸出基本維持恒定，因此，風電機組和風電場均不具備主動調頻能力。

風電機組經升級改造后可具備主動調頻功能，實現方式主要包括：預留備用容量和轉子慣性控制。其中，預留備用容量與風電機組限功率原理相似，通過變槳預留一部分備用容量以響應系統頻率變化；轉子慣性控制通過釋放或儲存風電機組轉子的轉動慣量響應系統頻率變化。

風電場參與系統調頻時，根據頻率變化情況計算出有功功率調節量，將總調節量按一定策略分配至各風電機組。例如，發明專利《一種風電場參與一次調頻的控制系統及實現方法》(專利號CN106532746A)，其主要包括：風電機組數據采集單元、風電機組慣性計算單元、風電機組慣性控制單元、風電機組一次調頻處理單元、遠動通信控制單元、錄波分析單元、頻率擾動單元等模塊，其特征為：通過風電場廠站級有功功率協調控制的方式參與電網一次調頻，既考慮了頻率下垂控制，同時又利用了風電機組的旋轉慣性，在系統頻率發生波動越過門檻時，增加風電機組的出力。但是，現有風電場參與一次調頻的方法，未考慮限電條件下風電機組調頻方式及風電場內各風電機組有功功率調節量的分配策略。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種限電條件下風電場調頻方法和裝置、電子設備以及計算機可讀存儲介質，提出了風電機組有功功率調節量分配策略，實現風電場主動調頻，最大化利用棄風電量，解決未考慮限電條件下風電機組調頻方式及風電場內各風電機組有功功率調節量的分配策略，風電機組備用容量大導致設備利用率低等問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，提供一種限電條件下風電場調頻方法，包括：

根據風電場中各風電機組的實際運行工況對該風電機組進行分類；

根據電力系統頻率變化參數計算風電場有功功率調節量；

將該風電場有功功率調節量按照預設分配策略分配給各類風電機組，以實現風電場調頻。

進一步地，該根據風電場中各風電機組的實際運行工況對該風電機組進行分類，包括：

獲取該風電場中各風電機組的實際運行工況，該實際運行工況包括：限電運行工況、額定功率運行工況、MPPT運行工況、恒轉速運行工況以及發電機轉速與轉速下限之間的差值小于閾值且有功功率低于功率閾值的運行工況中的至少一項；

根據該實際運行工況對該風電機組進行分類。

進一步地，該根據該實際運行工況對該風電機組進行分類，包括：

將處于限電運行工況的風電機組劃分為A類風電機組；

將處于額定功率運行工況的風電機組劃分為B類風電機組；

將處于MPPT運行工況的風電機組劃分為C類風電機組；

將處于恒轉速運行工況的風電機組劃分為D類風電機組；