[發(fā)明專利]一種風電場中長期控制建模方法以及等效模型有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110049367.2 | 申請日： | 2021-01-14 |
| 公開（公告）號： | CN112886634B | 公開（公告）日： | 2023-05-16 |
| 發(fā)明（設計）人： | 彭琰;黃弘揚;馬駿超;史林軍;王子昭;雎康 | 申請（專利權(quán)）人： | 國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學研究院;河海大學 |
| 主分類號： | H02J3/38 | 分類號： | H02J3/38;H02J3/46;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/16;H02J3/24 |
| 代理公司： | 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206 | 代理人： | 許守金 |
| 地址： | 310014 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電場 中長期 控制 建模 方法 以及 等效 模型 | ||
1.一種風電場中長期控制建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
第一步，對風電場的電壓進行控制；
在調(diào)度中心給定風電場母線電壓指令的情況下，通過測量元件獲取風電場當前母線電壓、線路阻抗和風電場當前功率輸出，計算得到使風電場母線電壓達到指令值的風電場所需發(fā)出的無功值，從而實現(xiàn)對電壓指令的跟蹤；
第二步，根據(jù)風電場所需發(fā)出的無功值，對風電場出力進行控制，同時對風電場有功跟隨系統(tǒng)頻率進行調(diào)節(jié)；
主要對風電場有功輸出做減少方向的控制；
首先通過電網(wǎng)檢測單元對電網(wǎng)頻率偏差信號Δf和有功偏差信號進行檢測，然后計算出下垂系數(shù)Rf；
根據(jù)電網(wǎng)頻率偏差信號Δf以及計算得到的下垂系數(shù)Rf給出額外有功功率增量，與初始風機最大功率輸出有功功率參考值相疊加得到新的有功功率調(diào)節(jié)量；
第三步，根據(jù)新的有功功率調(diào)節(jié)量，對風電場網(wǎng)側(cè)變流器運行進行控制；完成從風電場控制的功率指令到電流指令的轉(zhuǎn)換，進而實現(xiàn)風電場中長期控制的建模；
所述第一步中，風電場所需發(fā)出的無功值Q，計算公式如下：
其中，Uwind為風電場母線電壓；Us為系統(tǒng)母線電壓；P為風電場向電網(wǎng)輸出的有功功率；X為并網(wǎng)線路電抗；
所述第二步中，所述下垂系數(shù)Rf的計算公式如下：
其中，Δfband為系統(tǒng)頻率的最大允許變化量，fN為系統(tǒng)頻率的額定值；ΔPmargin為風電場實時可用有功功率的容量，PN為風電場有功功率的額定值；
所述第二步中，新的有功功率調(diào)節(jié)量ΔPg的計算公式如下：
ACE＝(Pg-Pgref)+10B(fg-fgref)????????????????(3)
其中，Kp和KI分別是PI控制器的比例積分增益；ACE為區(qū)域控制偏差；t為時間，單位秒；Pg為風電場與電網(wǎng)的實際交換功率；Pgref為計劃交換功率；fg和fgref分別是電網(wǎng)的實際頻率和計劃頻率；B為電網(wǎng)頻偏系數(shù)；
所述第三步，對風電場網(wǎng)側(cè)變流器運行進行控制的具體步驟如下：
步驟一，搭建功率轉(zhuǎn)換子模塊；
將風電場網(wǎng)側(cè)變流器按照控制邏輯等效成為一個受控電流源，基于d軸電壓控制下風電場網(wǎng)側(cè)變流器輸出的有功功率和無功功率由電流dq分量來控制；
通過設置PI控制器跟蹤有功參考值Pgref和無功參考值Qgref來構(gòu)成功率外環(huán)；
有功無功解耦控制和限流模式選擇的網(wǎng)側(cè)逆變器運行控制模塊輸出為Ipcmd和Iqcmd；
步驟二，搭建電流初始化子模塊；
從系統(tǒng)中讀取的或者根據(jù)控制器模塊給定的有功功率和無功功率，母線端電壓初值VT0，電壓相角Angel；
計算獲得初始電流實部ITR0和虛部ITI0；
將得到的電流實部虛部初值從xy坐標轉(zhuǎn)換到以電壓為d軸的dq坐標系下；
步驟三，搭建電流與功率計算輸出子模塊；
將輸出得到的Ipcmd和Iqcmd的值與計算得到的ITR0和ITI0的dq坐標系的值相加得到Id和Iq；
經(jīng)過從dq坐標系到xy坐標系的坐標轉(zhuǎn)換后輸出電流的實部和虛部。
2.一種風電場中長期等效模型，其特征在于，應用如權(quán)利要求1所述的一種風電場中長期控制建模方法，其包括風電場AVC功能模塊、風電場AGC和下垂控制模塊、風電場網(wǎng)側(cè)變流器運行控制模塊；
風電場AVC功能模塊，用于實現(xiàn)風電場的電壓控制；
風電場AGC和下垂控制模塊，用于實現(xiàn)風電場出力的控制以及實現(xiàn)風電場有功跟隨系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)；
風電場網(wǎng)側(cè)變流器運行控制模塊，用于實現(xiàn)風電場控制的功率指令到電流指令的轉(zhuǎn)換，是風電場AVC功能模塊、風電場AGC以及下垂控制模塊與電網(wǎng)進行交互的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種風電場中長期等效模型，其特征在于，
所述風電場網(wǎng)側(cè)變流器運行控制模塊包括功率轉(zhuǎn)換子模塊、電流初始化子模塊、電流與功率計算輸出子模塊。
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