[發明專利]考慮實際風速特性的風電場變協同調頻控制方法

有效

• 申請號: 202010290752.1
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111416364B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 張磊;謝雨淼;葉婧;張闖;黃悅華;楊楠;劉頌凱;李振華;張赟寧;向紫藤
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

考慮實際風速特性的風電場變協同調頻控制方法，包括以下步驟：步驟1：選取二次調頻機組下發調頻指令的時刻點；步驟2：確定風電場在超短期負荷預測模型下所得調頻點的調頻備用容量范圍；步驟3：針對采樣所得的風電機組調頻點，構建近似斜率區間；步驟4：基于構建的近似斜率區間，計算風電場的響應時間間隔。本發明在保證風電場有效調頻能力釋放的前提下降低了風電場的調頻次數，起到了減少風電場調頻控制機會成本，減輕常規機組調頻備用壓力的作用。

技術領域

本發明一種考慮實際風速特性的風電場變協同調頻控制方法，屬于風力發電領域和電力系統調頻領域。

背景技術

在現代控制技術的支持下，風電場根據實時風速水平降載參與電力系統二次調頻，不僅能增加系統調頻儲備及其靈活性，還能獲得調頻輔助服務收益，是應對大規模新能源并網引起的頻率穩定問題的重要方法。此方法的主要思路為：在超短期負荷預測和模型預測控制的條件下，由二次調頻系統向風電機場和傳統二次調頻機組(燃煤機組、水電機組)在合適時刻發送二次調頻指令，從而達到消除區域功率偏差量(Area?Control?Error,ACE)的目的。目前采用的一種具體的方法是：基于最優AGC控制的常規二次調頻機組與風電場協同二次調頻控制。

含風電場的最優AGC控制方法采用的是同步協調策略，即風電場和常規二次調頻機組同步時間間隔執行調頻指令。但是，風電場不同協同時間點下的調節速率和調頻能力受實際風速影響很大，上述策略忽略了實際風速變化對風電場調頻能力的影響從而造成風電場與常規機組協同失敗降低了電力系統頻率控制性能，嚴重影響了風電場參與輔助服務的工程運用效果。

因此，在含有風電場的最優AGC控制中，風電場可以向最優AGC控制系統超前發送風電場的協同點與調節速率信息，然后與常規調頻機組進行異步協同調頻控制，從而保證風電場調頻的準確、高效進行。在實際操作中，超前協同信息發送方法與兩種：一次性發送方式，如說明書附圖的圖2所述；修正-迭代發送方式，如說明書附圖的圖3所示。

一次性發送方式指風電場在實時調度周期的初始時刻把獲得的風電場協同響應間隔△τ_c發送給滾動最優AGC控制系統，后期風電場調頻控制均按此次的協同周期與速率進行響應。修正-迭代發送方式則是在響應一次協同間隔后重新修正后續的風電場的響應時間間隔-更新的風電場響應信息再上送給最優AGC控制系統，依次迭代進行，直到調度周期結束。然而，這兩種方式中，任何一種協同信息的發送方式，都將面臨風電場變協同時刻點難以確定的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種考慮實際風速特性的風電場變協同調頻控制方法，該方法以二次調頻機組發送調頻指令的時間間隔為信息前提，按照調頻指令信息對風電場在超短期負荷預測下確定調頻點，根據所得結果引入近似斜率區間判別方法，篩選出風電場異步調頻協同點，計算風電場調頻時間間隔。這一過程在保證風電場有效調頻能力釋放的前提下降低了風電場的調頻次數，起到了減少風電場調頻控制機會成本，減輕常規機組調頻備用壓力的作用。

本發明采取的技術方案為：

考慮實際風速特性的風電場變協同調頻控制方法，包括以下步驟：

步驟1：選取二次調頻機組下發調頻指令的時刻點；

步驟2：確定風電場在超短期負荷預測模型下所得調頻點的調頻備用容量范圍；

步驟3：針對采樣所得的風電機組調頻點，構建近似斜率區間；

步驟4：基于構建的近似斜率區間，計算風電場的響應時間間隔。

考慮實際風速特性的風電場變協同調頻控制方法，首先考慮了二次調頻機組發送調頻信息的周期，再以指令發送周期為標準，進行風電機組的最大功率運行點的采樣，最后將采樣結果引入近似斜率區間，確定實際運作過程中需要被降載運行的調頻點，從而提高風電場調頻點精度，減少風電場調頻控制的機會成本。