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专利号: 2017100868179
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于浆距控制的风电有功/频率耦合电力系统频率特性计算方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:引入加权的动态等值参数聚合方法,分别对后续n台火电机组群、水电机组群和风电机组群进行参数等值计算,并求其等值机组的参数KG;

步骤2:计算不同风电渗透率下的系统等效惯性时间常数H∑;

步骤3:基于浆距控制的一次调频辅助控制策略,根据单台风电机组的一次调频控制系统的动态响应模型传递函数hmwt(s)为,采用加权动态等值参数聚合方法时,计算求解风电场基于桨距一次调频控制系统的动态响应模型传递函数hmWF(s);

步骤4:根据单台汽轮机-调速器模型传递函数hmT(s)和水轮机-调速器的传递函数hmH(s),采用加权动态等值参数聚合方法,计算求解多台机组等值传递函数hmTΣ(s)和hmHΣ(s);

步骤5:在前述步骤基础上,并计及负荷阻尼效应,建立含H∑、hmWF(s),以及汽轮机-调速器聚合模型hmTΣ(s),水轮机-调速器聚合模型hmHΣ(s)的电力系统改进SFR模型;

步骤6:以负荷功率缺额ΔPL(s)为模型输入,系统频率偏差Δωs(s)为模型输出,对频率响应模型进行化简,利用部分分式展开法求解系统频率偏差的时域解Δωs(t)。

2.根据权利要求1所述一种基于浆距控制的风电有功/频率耦合电力系统频率特性计算方法,其特征在于:所述步骤1中的等值机组的参数KG:其中,下标j,G分别为机群中第j台机组和等值机,Sj为第j台机组的额定容量。

3.根据权利要求1所述一种基于浆距控制的风电有功/频率耦合电力系统频率特性计算方法,其特征在于:采用浆距控制的一次调频辅助控制策略时,风机转速被钳制在额定转速,不进行虚拟惯性响应,所述步骤2中不同风电渗透率下的系统等效惯性时间常数H∑,表示为:其中SWFi,SeqWFi,HCONi,SCONi含虚拟惯性控制的风电场的额定容量,不含虚拟惯性控制的风电场惯性的额定容量,常规电场惯性时间常数、额定容量。

4.根据权利要求1所述一种基于浆距控制的风电有功/频率耦合电力系统频率特性计算方法,其特征在于:所述步骤3中风电场一次调频响应聚合模型,采用浆距控制的一次调频辅助控制策略时,求解风电场一次调频响应等值聚合模型的传递函数hmWF(s):单台风电机组的一次调频控制系统的动态响应模型传递函数hmwt(s)为:

上式中,s为拉普拉斯频域算子,w0,w1,w2,k0为传递函数系数;

采用加权动态等值参数聚合方法时,风电场基于桨距一次调频控制系统的动态响应模型传递函数hmWF(s)为:其中k0G,w0G,w1G,w2G分别为传递函数hmWF(s)的各项等值参数。

5.根据权利要求1所述一种基于浆距控制的风电有功/频率耦合电力系统频率特性计算方法,其特征在于:所述步骤4中火/水电机组简化等值聚合模型,采用加权动态等值参数聚合方法,可计算得到多台机组等值传递函数hmTΣ(s)和hmHΣ(s)为:其中RTG,RHG,TRHG,FHPG,TwG分别为汽轮机调差系数,水轮机调差系数,再热器时间常数,高压涡轮级功率占比,水锤效应系数的等值聚合参数。

6.权利要求1所述一种基于浆距控制的风电有功/频率耦合电力系统频率特性计算方法,其特征在于:所述步骤2,可计算模型的开环传递函数G(s):其中D为负荷阻尼系数;

根据步骤3和步骤4,即可计算模型的反馈传递函数h(s)为:

对应的闭环传递函数为:

上式中,b2m,b2m-1,,,b20,a2n,a2n-1,,,a20分别为闭环传递函数各次项系数。

7.权利要求1所述一种基于浆距控制的风电有功/频率耦合电力系统频率特性计算方法,其特征在于:所述步骤6中Φ(s)在负荷突增阶跃响应ΔPL(s)/s下的频率偏差Δωs(s)和频率偏差的时域解△ωs(t);

其中,r为部分分式展开的余数数组,p为部分分式展开的极点数组,k为常数项;n1是实数根个数,n2是共轭复数根的对数,ζl是共轭复数根反映的二阶系统阻尼系数,ωnl是共轭复数根反映的二阶系统振荡角频率,A0是Δωs(s)在s=0处的留数,Aj是Δωs(s)在实数极点s=-pj处的留数,Bl和Cl分别为Δωs(s)在共轭复数极点处s=-(Bl±jCl)留数的实部和虚部,由此可得到频率偏差的时域解为: