1.一种基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、判断当前风速v是否在区间[V1,V3]内,其中V1为切入风速,V3为切出风速,若是,则跳转至步骤S2,若否,则跳转至步骤S9;
S2、判断电网的当前频率与50Hz标准频率的偏差是否小于0.2Hz,若是,则跳转至步骤S3,若否,则跳转至步骤S8;
S3、判断当前风速v是否小于额定风速V2,若是,则跳转至步骤S4,若否,则跳转至步骤S5;
S4、采用超速和综合虚拟惯量法对电网进行一次调频,至电网频率与50Hz标准频率无偏差,结束流程;
S5、采用单一虚拟惯量法对电网进行一次调频,同时选用电网中容风积最大的DFIG双馈风力发电机进行二次调频,跳转至步骤S6;
S6、判断电网的当前频率与50Hz标准频率是否再次出现偏差,若是则跳转至步骤S7,若否,则结束流程;
S7、通过备用风机进行二次调频,至电网频率与50Hz标准频率无偏差,结束流程;
S8、采用多机协同调频法,至电网频率与50Hz标准频率无偏差,结束流程;
S9、采取风机异常工作措施,结束流程。
2.根据权利要求1所述的基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,所述步骤S5的单一虚拟惯量法为:利用变流器释放DFIG双馈风力发电机的转子动能,根据电网的当前频率与50Hz标准频率的偏差Δf以及Δf与有功功率ΔP的微分关系式,调节DFIG双馈风力发电机的有功功率ΔP,从而实现调频,达到稳定频率的效果;所述偏差Δf与有功功率ΔP的微分关系式为:其中,Kdf为惯量系数。
3.根据权利要求1所述的基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,所述步骤S8包括以下步骤:S81、判断当前风速v是否小于额定风速V2,若是,则跳转至步骤S82,若否,则跳转至步骤S84;
S82、计算电网中各台DFIG双馈风力发电机的调差系数δi,其中i为DFIG双馈风力发电机序列号,其值在区间[1,N]内,N为电网中DFIG双馈风力发电机总数,跳转至步骤S83;
S83、采用超速和综合虚拟惯量法,并联合最佳δ法对电网进行一次调频,至电网频率与
50Hz标准频率无偏差,结束流程;
S84、计算电网中各台DFIG双馈风力发电机的容风积KSWi,并跳转至步骤S85;
S85、通过电网中各台DFIG双馈风力发电机的容风积KSWi分配各台DFIG双馈风力发电机的任务,进行多机协同二次调频,并跳转至步骤S86;
S86、判断电网的当前频率与50Hz标准频率是否再次出现偏差,若是则跳转至步骤S87,若否,则结束流程;
S87、通过备用风机进行二次调频,至电网频率与50Hz标准频率无偏差,结束流程。
4.根据权利要求3所述的基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,所述步骤S82的调差系数δi的计算公式为:其中,ΔfW为电网频率变化量,取0.2Hz,fref为50Hz电网标准频率,ΔPWi为DFIG双馈风力发电机i的减载储备功率,PWNi为DFIG双馈风力发电机i的额定有功功率。
5.根据权利要求3所述的基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,所述步骤S4和步骤S83中的超速和综合虚拟惯量法的步骤为:A1、采用DFIG双馈风力发电机追踪其次优转速功率曲线,使得DFIG双馈风力发电机处于减载运行状态并留存有功备用;
A2、利用变流器释放DFIG双馈风力发电机的转子动能,根据电网的当前频率与50Hz标准频率的偏差Δf以及Δf与有功功率ΔP的比例微分关系式,调节DFIG双馈风力发电机的有功功率ΔP,从而实现调频,达到稳定频率的效果;所述偏差Δf与有功功率ΔP的比例微分关系式为:其中,Kpf为下垂系数,Kdf为惯量系数。
6.根据权利要求3所述的基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,所述步骤S83中的采用超速和综合虚拟惯量法,并联合最佳δ法的步骤为:B1、根据DFIG双馈风力发电机i的调差系数δi计算下垂系数Kpf,下垂系数Kpf与调差系数δi的关系表达式为:其中,PWNi为DFIG双馈风力发电机i的额定有功功率,fref为50Hz电网标准频率;
B2、根据DFIG双馈风力发电机i的调差系数δi计算惯量系数Kdf,所述惯量系数Kdf与调差系数δi的关系表达式为:其中,Hi为DFIG双馈风力发电机i的惯性时间常数,Si为DFIG双馈风力发电机i的额定容量, 为DFIG双馈风力发电机i的转速标幺值;
B3、将步骤B1和步骤B2所计算出的下垂系数Kpf值与惯量系数Kdf代入式(2),并根据式(2),利用变流器释放DFIG双馈风力发电机i的转子动能,调节DFIG双馈风力发电机的有功功率ΔP,从而实现调频,达到稳定频率的效果。
7.根据权利要求3所述的基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,所述步骤S5与步骤S84中所涉及的DFIG双馈风力发电机的容风积KSWi的计算公式为:KSWi=πv3Ri2/k(6)
其中,Ri为DFIG双馈风力发电机i的风轮半径,k为容风积系数。
8.根据权利要求3所述的基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,所述步骤S85包括以下步骤:S851、根据式偏差Δf与有功功率ΔP的比例微分关系式计算DFIG双馈风力发电机应调节的有功功率ΔP;
S852、通过容风积KSWi有功功率比例式分配各台DFIG双馈风力发电机i各自应调节的有功功率ΔPi;所述容风积KSWi有功功率比例式为:S853、利用变流器释放各台DFIG双馈风力发电机的转子动能,以此调节各台DFIG双馈风力发电机的有功功率,使其满足步骤S852的计算值,从而实现调频,达到稳定频率的效果。
9.根据权利要求1所述的基于风电场中双馈风机调频能力的电网综合调频方法,其特征在于,所述步骤S9包括以下步骤:S91、判断当前风速v是否小于切入风速V1,若是,则跳转至步骤S92,若否,则跳转至步骤S93;
S92、DFIG双馈风力发电机工作于欠风能状态,终止电网调频操作;
S93、关停电网中所有的DFIG双馈风力发电机。