[發明專利]一種考慮風電預測擾動的負荷頻率控制方法及系統

在審

• 申請號: 202310372401.9
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116316704A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 孫健;成晨陽;李華青;王慧維
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/00;H02J3/14;H02J3/38
• 代理公司: 四川哈工博思知識產權代理有限公司 51334
• 代理人: 李冬

本說明書實施例提供一種考慮風電預測擾動的負荷頻率控制方法及系統，其中，所述方法包括獲取工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的當前擾動功率；計算所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組在預測時間范圍的預測擾動序列；基于所述當前擾動功率及所述預測擾動序列，生成所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組在預測時間范圍的擾動序列；基于所述擾動序列計算調頻系統在所述預測時間范圍的輸出序列；基于所述調頻系統在所述預測時間范圍的輸出序列，計算所述預測時間范圍的控制序列；調頻系統基于所述控制序列調整風電并網的負荷頻率，具有有效地減小風電擾動下的系統頻率偏移的優點。

技術領域

本說明書涉及風力發電領域，特別涉及一種考慮風電預測擾動的負荷頻率控制方法及系統。

背景技術

隨著化石能源枯竭，風電等一類無污染性、高經濟性新能源被廣泛開發利用，其被認為是最具發展前景和發展規模的可再生能源之一。但由于風電固有的間歇性和波動性，導致在大規模風電并網運行時會對電網頻率穩定產生嚴重影響，通常需要進一步提高調頻系統調頻能力。相關技術中，基于模型預測控制的調頻方法能有效地減小風電并網系統的頻率偏移。但是基于模型預測控制的調頻方法在實際應用中往往以實時擾動功率為控制器擾動輸入，并且假設預測時間范圍內的擾動與當前時刻擾動相同求解控制信號，這種方式難以充分發揮預測控制性能。

因此，需要提供一種考慮風電預測擾動的負荷頻率控制方法及系統，用于有效地減小風電擾動下的系統頻率偏移。

發明內容

本說明書實施例之一提供一種考慮風電預測擾動的負荷頻率控制方法，所述方法包括：獲取工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的當前擾動功率；計算所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組在預測時間范圍的預測擾動序列；基于所述當前擾動功率及所述預測擾動序列，生成所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組在預測時間范圍的擾動序列；基于所述擾動序列計算調頻系統在所述預測時間范圍的輸出序列；基于所述調頻系統在所述預測時間范圍的輸出序列，計算所述預測時間范圍的控制序列；調頻系統基于所述控制序列調整風電并網的負荷頻率。

在一些實施例中，所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組通過調節電機電磁轉矩改變轉速以捕獲當前風速下最大機械功率。

在一些實施例中，所述獲取工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的當前擾動功率，包括：基于所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的當前輸出功率及平均輸出功率，計算所述當前擾動功率。

在一些實施例中，所述基于所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的當前輸出功率及平均輸出功率，計算所述當前擾動功率，包括：根據以下公式基于所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的當前輸出功率及平均輸出功率，計算所述當前擾動功率：P_wL＝P_e-P_e0；其中，P_wL為所述當前擾動功率，P_e為所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的當前輸出功率，P_e0為所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的平均輸出功率。

在一些實施例中，所述計算所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組在預測時間范圍的預測擾動序列，包括：基于所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組在所述預測時間范圍內的最大功率跟蹤過程中的參考輸出功率及所述工作于最大功率跟蹤模式下的風力發電機組的平均輸出功率，計算所述預測擾動序列。