[發明專利]電網系統的調頻控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202011340181.4
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112398146A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 陳磊;閔勇;孫銘;徐飛;胡偉;魯宗相;喬穎
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 陳新生

本發明提供一種電網系統的調頻控制方法及裝置，方法包括：根據電網的調頻決策變量，確定調頻控制模型；將電網頻率偏差參數輸入至調頻控制模型進行訓練，以確定電網系統的誤差反饋功率；根據誤差反饋功率，確定電網系統的調頻指令；根據調頻指令對電網系統進行調頻控制；其中，調頻決策變量包括：風力發電機下垂控制系數、風力發電機一階慣性控制環節比例系數和風力發電機一階慣性控制環節時間常數。所述裝置用于執行上述方法。本發明提供的電網系統的調頻控制方法及裝置，能夠使得風力發電機在充分利用風能的同時，為電網系統提供最優的調頻功率，改善電網系統頻率響應特性，為電網安全穩定運行提供重要的保障。

技術領域

本發明涉及自動化控制技術領域，尤其涉及電網系統的調頻控制方法及裝置。

背景技術

在普遍應用的交流電力系統中，頻率決定于同步發電機轉子的轉速，系統頻率與系統中有功功率的平衡密切相關。風力發電機通過電力電子裝置并網，其輸出電功率對于系統頻率變化無響應。隨著風電占比不斷提高，風電參與調頻可以改善電網系統頻率特性，對于系統中發生功率擾動后維持頻率穩定具有重要意義。

現有技術中，基于風力發電機輔助調頻控制的方法主要有兩種，一種是下垂控制，根據系統頻率變化量決定風力發電機輸出電功率的變化量，該方法的缺陷在于，風力發電機下垂控制響應速度快于同步發電機調速器，導致頻率動態過程剛開始的階段風力發電機承擔較多的調頻功率，而風力發電機調頻能力有限，會很快達到轉速限制而退出調頻，對系統頻率響應特性改善效果有限；另一種是虛擬慣量控制，根據系統頻率變化率決定風力發電機輸出電功率的變化量，該方法的缺陷在于系統頻率動態過程剛開始的階段頻率變化率相對較大，隨后快速減小，風力發電機將因此在開始階段輸出大量調頻功率，同樣會較快退出調頻而對于系統頻率響應特性改善效果有限。

目前尚難有一種有效方法，能夠利用風力發電機實現對電網系統的穩定調頻控制，從而改善電網系統頻率響應特性。

發明內容

本發明提供的電網系統的調頻控制方法及裝置，用于克服現有技術中存在無法利用風力發電機實現對電網系統穩定調頻控制以及對電網系統頻率響應特性改善有限缺陷，能夠實現對電網系統的穩定調頻控制，從而改善電網系統頻率響應特性。

本發明提供一種電網系統的調頻控制方法，包括：

根據電網的調頻決策變量，確定調頻控制模型；

將電網頻率偏差參數輸入至所述調頻控制模型進行訓練，以確定所述電網系統的誤差反饋功率；

根據所述誤差反饋功率，確定所述電網系統的調頻指令；

根據所述調頻指令對所述電網系統進行調頻控制；

其中，所述調頻決策變量包括：風力發電機下垂控制系數、風力發電機一階慣性控制環節比例系數和風力發電機一階慣性控制環節時間常數。

根據本發明提供的一種電網系統的調頻控制方法，所述將電網頻率偏差參數輸入至所述調頻控制模型進行訓練，以確定所述電網系統的誤差反饋功率，包括：

將所述電網頻率偏差參數輸入至所述調頻控制模型進行迭代訓練，以對所述調頻決策變量進行優化；

根據優化后的調頻決策變量確定優化調頻控制模型；

將所述電網頻率偏差參數輸入至所述優化調頻控制模型進行訓練，以確定所述電網系統的誤差反饋功率。

根據本發明提供的一種電網系統的調頻控制方法，

所述將電網頻率偏差參數輸入至所述調頻控制模型進行迭代訓練，以對所述調頻決策變量進行優化，包括：

當滿足預設條件時，停止對所述調頻控制模型的訓練；

其中，所述預設條件包括：