【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及虛擬慣量調頻，具體為雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法。
技術介紹
1、風電和光伏等非旋轉型電力電子裝置逐步取代同步發電機，對電網穩定性，尤其是電網頻率響應特性造成了重大挑戰。電網負荷一般具有峰谷特性，加上風電的"反調峰"屬性，使得傳統的具有調頻任務的同步發電機在夜間處于脫機工作狀態，進一步降低了電力系統的總慣性。為了提高電力系統的靈活性和可靠性，一種可行的方法是部署抽水蓄能。抽水蓄能技術是目前較為成熟的主要靈活可調電源之一。抽水蓄能由于其靈活性高、能量大、運行簡單等優點，在電力系統的各個領域得到了廣泛的應用，包括變負荷、調相、調頻、儲能、系統備用和黑啟動等。
2、在所有的抽水蓄能配置中，雙饋抽水蓄能是使用雙饋感應發電機的常用類型之一。它具有響應速度更快、功率控制范圍更靈活、物理結構更簡單等優點。此外，與需要在水泵和水輪機的運行狀態之間進行折衷的普通抽水蓄能配置相比，雙饋抽水蓄能能夠在考慮水速和當前負荷條件的情況下，將水輪機轉速維持在最佳工作點，從而提高了整體效率，拓寬了儲能和發電的范圍。此外，雙饋抽水蓄能的變速運行使其可以通過吸收或釋放隱藏在轉子中的動能來實現快速的功率輸出調節，創造出比其自然慣量更大的等效慣量，增強其調頻性能。
3、然而，在目前大多數關于雙饋抽水蓄能參與頻率調節的研究中，雙饋抽水蓄能提供的頻率支持服務不能長期持續，否則轉子轉速將超過允許范圍。此外，現有的大多數方法主要考慮了發電模式下的動態特性，而在雙饋抽水蓄能處于泵浦模式時沒有考慮頻率響應策略。事實上，當雙
技術實現思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，包括：
3、獲取第一發電單元、第二發電單元、第三發電單元的結構信息；
4、建立三個發電單元的慣性模型；
5、基于所示慣量模型的頻率控制方法，對供電單元以協同的方式支撐電力系統頻率。
6、作為本專利技術所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法的一種優選方案，其中：所述結構信息包括，識別發電單元是否存在直接響應電網頻率變化的電力電子裝置。
7、作為本專利技術所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法的一種優選方案，其中：所述慣性模型包括，若發電單通過能夠直接響應電網頻率變化的電力電子裝置進行供電，則利用機械特性推導發電單元調頻的等效虛擬慣量；
8、若發電單元通過無法直接響應電網頻率變化的電力電子裝置進行供電，則估計發電單元頻率響應模式下可提供的虛擬慣量。
9、作為本專利技術所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法的一種優選方案，其中：所述供電單元以協同的方式支撐電力系統頻率包括，由每個發電單元的虛擬慣量決定三種不同供電單元的參與度。
10、作為本專利技術所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法的一種優選方案，其中：所述發電單元的慣性水平不同，根據特有的動態行為和不同的安全運行約束，需要在頻率支撐的不同階段設計不同的參與因子；
11、所述參與因子，分別在頻率跌落場景和頻率上升場景中，得到不同的值。
12、作為本專利技術所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法的一種優選方案，其中：所述第一發電單元、第二發電單元、第三發電單元至少包括，雙饋抽水蓄能、風電和光伏三種不同供電單元；
13、在所述頻率跌落場景中，三個發電單元將動作，從而支持頻率，提出的參與因子包括但不限于：
14、
15、其中，j表示系統的轉動慣量，n和m分別表示風電和光伏的個數；xi,t＝{1,0}是一個二進制指標，表示第i個發電單元在時隙t的可用性，xi,t＝0，表述將無法獲得頻率支持或在時隙t，光伏電池沒有功率輸出；xi,t＝1，表述可獲得頻率支持；jdfps表示雙饋抽水蓄能的等效虛擬慣性；jwt,i、jpv,i分別表示風電和光伏的第i個發電單元的等效虛擬慣性；pfdfps、pfwt、pfpv分別表示雙饋抽水蓄能、風電和光伏發電單元的參與因子；i表示為雙饋抽水蓄能、風電、光伏中，任意一個發電單元；
16、風電在轉子轉速恢復階段開始吸收能量，參與因子被修訂為：
17、
18、其中，bt,i為時隙t第i個發電單元判斷風電機組轉子狀態的二元指標；wwt,i表示第i個風電單元的頻率，wmin為頻率最小值，當wwt,i?3wmin且時，bt,i＝1，反之，bt,i＝0；當涉及到雙饋抽水蓄能或光伏的參與因子的計算時，bt,i＝1。
19、作為本專利技術所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法的一種優選方案，其中：在所述頻率上升場景中，三個發電單元的參與因子表示為：
20、
21、其中，bt￠,i是時隙t第i個發電單元中，除bt,i之外的另一個決定雙饋抽水蓄能和風電地位的二元指標；對于雙饋抽水蓄能，其值仍為1；對于風電，當wwt,i?3wmin且時，bt￠,i＝1，否則，bt￠,i＝0。
22、一種采用如本專利技術所述方法的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻系統，其特征在于：
23、分析單元，獲取第一發電單元、第二發電單元、第三發電單元的結構信息；
24、模型生成單元，建立三個發電單元的慣性模型；
25、控制單元，基于所示慣量模型的頻率控制方法，對供電單元以協同的方式支撐電力系統頻率。
26、一種計算機設備，包括：存儲器和處理器；所述存儲器存儲有計算機程序，其中：所述處理器執行所述計算機程序時實現本專利技術中任一項所述的方法的步驟。
27、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其中：所述計算機程序被處理器執行時實現本專利技術中任一項所述的方法的步驟。
28、本專利技術的有益效果：本專利技術提供的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，結合雙饋抽水蓄能、風電和光伏的現有供電能力，構建了它們的等效虛擬慣量模型。然后，根據設計的參與因子分配3個不同供電單元的負荷支撐部分，該參與因子包含了每個單元的總虛擬慣性水平。同時，提出了一種整體頻率支撐方案，該方案允許三個供電單元以協同的方式參與頻率支撐，并結合其各自的動態特性。此外，提出了一種用于風電的改進虛擬慣量控制方案，以安全的方式實現其轉子轉速的恢復。
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1.雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述結構信息包括，識別發電單元是否存在直接響應電網頻率變化的電力電子裝置。
3.如權利要求2所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述慣性模型包括，若發電單通過能夠直接響應電網頻率變化的電力電子裝置進行供電，則利用機械特性推導發電單元調頻的等效虛擬慣量；
4.如權利要求3所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述供電單元以協同的方式支撐電力系統頻率包括，由每個發電單元的虛擬慣量決定三種不同供電單元的參與度。
5.如權利要求4所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述發電單元的慣性水平不同，根據特有的動態行為和不同的安全運行約束，需要在頻率支撐的不同階段設計不同的參與因子；
6.如權利要求5所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述第一發電單元、第二
7.如權利要求6所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：在所述頻率上升場景中，三個發電單元的參與因子表示為：
8.一種采用如權利要求1-7任一所述方法的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻系統，其特征在于：
9.一種計算機設備，包括：存儲器和處理器；所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于：所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-7任一所述方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-7任一所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述結構信息包括，識別發電單元是否存在直接響應電網頻率變化的電力電子裝置。
3.如權利要求2所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述慣性模型包括，若發電單通過能夠直接響應電網頻率變化的電力電子裝置進行供電，則利用機械特性推導發電單元調頻的等效虛擬慣量；
4.如權利要求3所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述供電單元以協同的方式支撐電力系統頻率包括，由每個發電單元的虛擬慣量決定三種不同供電單元的參與度。
5.如權利要求4所述的雙饋抽蓄機組與可再生能源發電系統虛擬慣量調頻方法，其特征在于：所述發電單元的慣性水平不同，根據特有的動態行為和不同的安全運行約...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘衛華，楊合民，段貴金，周敏，呂曉東，王舒，徐暉，張鵬，劉豫川，孫靜，
申請(專利權)人：雅礱江流域水電開發有限公司，
類型：發明
國別省市：
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