【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及風力發電，特別是涉及一種雙饋風機一次調頻控制方法及系統。
技術介紹
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本專利技術相關的
技術介紹
信息，不必然構成在先技術。
2、由于成熟的技術和優越的性能，雙饋風力發電機現已成為目前風力發電機中的主流，在各處的風電場中均有廣泛應用。但風機的大規模并網給電網帶來的影響也日益凸顯，一是風本身具有波動性，導致風電機組的輸出功率也具有隨機性；二是雙饋風機的轉子變流器與電網通過變流器相連，其轉速與電網解耦，導致風機不能像常規火電機組那樣響應系統的頻率變化；三是大規模的風電并網勢必將替代相同容量的火電機組，將降低電力系統的等效慣量，不利于電力系統的暫態穩定。因此，研究如何使風機可以在系統發生頻率變化時為系統提供有功支撐，參與系統的一次調頻，對于電力系統的穩定具有重要意義。
3、對于風機參與電力系統一次調頻控制策略的研究，已經由最為傳統的單一轉子動能控制發展為考慮風速、風電滲透率或者儲能輔助等多種因素的組合控制策略，總而言之，對于這方面的研究主要關注點有以下幾個方面：對系統頻率的改善程度、對于轉子轉速的保護、轉子轉速恢復的速度和在此過程中頻率的二次跌落問題以及對于風機運行經濟性的考量。
4、令雙饋風力發電機具有參與系統一次調頻的能力，是近年來很多專家學者研究的課題，現有技術中主要通過兩種思路實現，如圖1所示，可分為：(1)轉子動能控制。通過在轉子側變流器中加入附加控制環節，將風機的轉子與系統的頻率建立耦合關系，使風機可以在系統頻率發生故障時釋放/吸收轉子動能，為系統提
5、但是專利技術人在研究中發現，在現有的雙饋風力發電機參與系統一次調頻的控制方法中，下垂控制和綜合慣性控制以及傳統的短時功率支撐控制，在風機調頻階段結束后，需要減小風機的電磁功率至小于風機捕獲的機械功率，從而使風機從系統中吸取能量進行轉速恢復，這就將造成轉速恢復階段頻率的二次跌落，影響風機的調頻效果。而減載控制則需要令風機運行在次優功率點，從而造成了一定比例的棄風，長期運行不利于風電場的經濟性。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術提出了一種雙饋風機一次調頻控制方法及系統，通過引入一個轉速恢復模塊，將實時轉速也作為轉子側變流器的輸出，與其額定轉速相比較，從而產生一個與轉速相關的有功功率參考值，該參考值可以彌補風機電磁功率下降的功率，從而改善頻率的二次跌落問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種雙饋風機一次調頻控制方法，包括：
4、獲取風機發生頻率擾動事故前的第一有功輸出參考值，當風機發生頻率擾動事故，風機的轉速發生變化和電磁功率下降時，啟動一次調頻控制，以使風機的轉速恢復；
5、基于第一有功輸出參考值，附加頻率偏差率、頻率變化率和轉速變化，得到第二有功輸出參考值；在轉速恢復過程中，所述第二有功輸出參考值彌補風機因發生頻率擾動事故導致下降的電磁功率；
6、實時監測風機的轉速變化，當風機的轉速在設定閾值內，則持續進行一次調頻；當風機的轉速不在設定閾值內時，則風機退出一次調頻。
7、進一步的技術方案，所述一次調頻控制方法還包括獲取實時電網頻率信號和風機轉速信號。
8、進一步的技術方案，將所述電網頻率信號和所述風機轉速信號引入風機的轉子側變流器中，作為附加頻率控制環的輸入，輸出為風機的有功輸出參考值。
9、進一步的技術方案，所述發生頻率擾動事故的條件為：
10、檢測到風機的頻率偏差或頻率變化率超過設定閾值時，則判定發生頻率擾動事故，即：
11、δf|＞t1?or|df/dt|＞t2
12、其中，f為系統頻率，δf為系統頻率偏差，δf＝f-fn，fn是系統額定頻率為50hz，t1和t2分別為頻率偏差和變化率的設定閾值。
13、進一步的技術方案，所述基于第一有功輸出參考值，附加頻率偏差率、頻率變化率和轉速，得到第二有功輸出參考值，具體為：
14、pimp＝pmppt-k1(dδf/dt)-k2δf+k3(ω*-ωr)
15、其中，pimp為風機的第二有功輸出參考值，pmppt為第一有功輸出參考值，ω*為風機在此風速下的轉速標幺值，ωr為轉子轉速，k1、k2、k3為比例系數。
16、進一步的技術方案，所述第二有功輸出參考值包含隨轉速偏差變化的分量為正值，其在轉速恢復過程中為風機提供有功支撐。
17、第二方面，本專利技術提供一種雙饋風機一次調頻控制系統，包括：
18、調頻模塊，被配置為：獲取電網頻率信號和風機轉速信號，并將電網頻率信號和風機轉速信號引入風機的轉子側變流器中，作為附加頻率控制環的輸入，此時獲取第一有功輸出參考值；當風機發生頻率擾動事故，風機的轉速發生變化，電磁功率下降，此時啟動一次調頻控制，以使風機的轉速恢復；
19、轉速恢復模塊，被配置為：基于第一有功輸出參考值，附加頻率偏差率、頻率變化率和轉速，得到第二有功輸出參考值；在轉速恢復過程中，所述第二有功輸出參考值彌補風機因發生頻率擾動事故導致下降的電磁功率；
20、監測模塊，被配置為：實時監測風機的轉速變化，當風機的轉速在設定閾值內，則持續進行一次調頻；當風機的轉速不在設定閾值內時，則風機退出一次調頻。
21、進一步的技術方案，所述一次調頻控制系統中的調頻模塊，被配置為：還獲取實時電網頻率信號和風機轉速信號，并將電網頻率信號和風機轉速信號引入風機的轉子側變流器中，作為附加頻率控制環的輸入。
22、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
23、本專利技術通過向風機的轉子側控制環中引入轉速偏差，使其作為控制環的一個輸入信號，與頻率偏差信號和頻率變化率信號一同作用，用于參與改善風機的頻率響應，在轉速恢復階段，轉速恢復信號產生的有功功率參考值可以彌補風機電磁功率下降的功率，從而改善系統的二次跌落問題。
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1.一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，所述一次調頻控制方法還包括獲取實時電網頻率信號和風機轉速信號。
3.如權利要求2所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，將所述電網頻率信號和所述風機轉速信號引入風機的轉子側變流器中，作為附加頻率控制環的輸入，輸出為風機的有功輸出參考值。
4.如權利要求1所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，所述發生頻率擾動事故的條件為：
5.如權利要求1所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，所述基于第一有功輸出參考值，附加頻率偏差率、頻率變化率和轉速，得到第二有功輸出參考值，具體為：
6.如權利要求1所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，所述第二有功輸出參考值包含隨轉速偏差變化的分量為正值，其在轉速恢復過程中為風機提供有功支撐。
7.一種雙饋風機一次調頻控制系統，其特征在于，包括：
8.如權利要求7所述的一種雙饋風機一次調頻控制系統，其特征在于，一次調頻控制系
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現如權利要求1-6任一項所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法。
10.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1-6任一項所述的基一種雙饋風機一次調頻控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，所述一次調頻控制方法還包括獲取實時電網頻率信號和風機轉速信號。
3.如權利要求2所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，將所述電網頻率信號和所述風機轉速信號引入風機的轉子側變流器中，作為附加頻率控制環的輸入，輸出為風機的有功輸出參考值。
4.如權利要求1所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，所述發生頻率擾動事故的條件為：
5.如權利要求1所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，所述基于第一有功輸出參考值，附加頻率偏差率、頻率變化率和轉速，得到第二有功輸出參考值，具體為：
6.如權利要求1所述的一種雙饋風機一次調頻控制方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡本溪，劉源，楊詠新，孫釩，李冉，
申請(專利權)人：國網山東省電力公司青島供電公司，
類型：發明
國別省市：
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