[發(fā)明專利]一種多風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)調(diào)頻方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110234525.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN113162064B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張峰;張剛;丁磊;張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/48
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種多風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)調(diào)頻方法，其特征在于，基于非線性預(yù)測(cè)模型的頻率支撐策略對(duì)多風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行協(xié)同，在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)提供最優(yōu)的增發(fā)功率，平衡兩個(gè)頻率低點(diǎn)并提高最低頻率，具體過(guò)程包括：

每隔設(shè)定時(shí)間收集節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率以及風(fēng)場(chǎng)的平均風(fēng)速；

所述節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率平衡方程如式(14)所示，

其中，為在t_k時(shí)刻從節(jié)點(diǎn)i流向節(jié)點(diǎn)j的有功功率；為節(jié)點(diǎn)i在時(shí)刻t_k的電壓相角；X_ij為線路ij的電抗；L為線路(ij)的集合；G_i為連接在節(jié)點(diǎn)i的同步機(jī)的集合；W_i為連接在節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)場(chǎng)的集合；I為節(jié)點(diǎn)i的集合；I(i)為與節(jié)點(diǎn)i相連的節(jié)點(diǎn)的集合；為節(jié)點(diǎn)i在初始時(shí)刻t₀的有功功率；為節(jié)點(diǎn)i的有功擾動(dòng)；

考慮同步機(jī)預(yù)測(cè)模型，風(fēng)機(jī)預(yù)測(cè)模型，網(wǎng)絡(luò)潮流模型以及穩(wěn)定運(yùn)行約束，構(gòu)建非線性預(yù)測(cè)模型；

在不同的擾動(dòng)幅度下對(duì)所述非線性預(yù)測(cè)模型進(jìn)行求解，得到風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)的風(fēng)功率參考曲線；

對(duì)所述風(fēng)功率參考曲線進(jìn)行分段擬合，將擬合的功率參考曲線分配給風(fēng)場(chǎng)控制器，以使風(fēng)場(chǎng)控制器在檢測(cè)到擾動(dòng)后在線追蹤功率參考曲線。

2.如權(quán)利要求1所述的一種多風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)調(diào)頻方法，其特征在于，所述預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)函數(shù)具體包括：最大化頻率最低點(diǎn)；以及對(duì)頻率支撐期間風(fēng)場(chǎng)出力對(duì)MPPT功率的偏離量進(jìn)行懲罰；

所述最大化頻率最低點(diǎn)f_nadir由式(2)約束，

其中，f_nadir為系統(tǒng)頻率低點(diǎn)；L為時(shí)間步數(shù)；為t_k時(shí)刻頻率慣性中心的頻率,其值可由式(3)計(jì)算得到；G為同步機(jī)集合；為同步機(jī)g在t_k時(shí)刻的頻率；為以系統(tǒng)額定功率為參考值的為同步機(jī)g的慣性時(shí)間常數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種多風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)調(diào)頻方法，其特征在于，基于單機(jī)頻率響應(yīng)模型預(yù)測(cè)擾動(dòng)后同步機(jī)頻率響應(yīng)；

基于零階保持離散方法，得到同步機(jī)頻率動(dòng)態(tài)響應(yīng)的離散時(shí)間模型。

4.如權(quán)利要求1所述的一種多風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)調(diào)頻方法，其特征在于，風(fēng)機(jī)能夠通過(guò)釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能來(lái)提供額外的功率以支撐頻率；

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速取決于釋放功率；風(fēng)機(jī)出力約束滿足：當(dāng)風(fēng)場(chǎng)s在頻率支撐模式時(shí)，其出力被限制在區(qū)間中；其中，設(shè)置為MPPT模式下的功率，設(shè)置為轉(zhuǎn)矩限制相關(guān)的功率；當(dāng)頻率支撐模式結(jié)束，風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)切換到MPPT模式下來(lái)恢復(fù)轉(zhuǎn)子速度。

5.如權(quán)利要求1所述的一種多風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)調(diào)頻方法，其特征在于，采用直流潮流模型近似網(wǎng)絡(luò)潮流模型。

6.如權(quán)利要求1所述的一種多風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)調(diào)頻方法，其特征在于，確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間，對(duì)風(fēng)機(jī)出力的變化率進(jìn)行約束以緩解對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械扭力；由風(fēng)機(jī)參與調(diào)頻的系統(tǒng)頻率會(huì)有兩個(gè)頻率低點(diǎn)，分別由擾動(dòng)事件引起以及風(fēng)機(jī)退出調(diào)頻引起，兩個(gè)頻率低點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)包括在優(yōu)化區(qū)間當(dāng)中。

7.如權(quán)利要求1所述的一種多風(fēng)場(chǎng)最優(yōu)調(diào)頻方法，其特征在于，采用近似方法將非線性預(yù)測(cè)模型轉(zhuǎn)化為凸SOCP模型，采用SSA求解算法迭代求解凸SOCP模型；所述凸SOCP模型及其求解算法被離線執(zhí)行以獲得不同擾動(dòng)幅值下的最優(yōu)的風(fēng)場(chǎng)出力參考曲線。