1.一种适用于低频扰乱的风力发电机可控短期频率支撑方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:根据公共耦合点的电压计算系统电网瞬时频率,当电网频率下降并超出设定的死区范围时,启动下垂控制;
S2:根据下垂控制有功增量与最大功率运行比值计算基于旋转动能的下垂系数RDFIG,其计算公式为:公式(3)中,RDFIG(ωr)为关于风机转子转速的下垂系数,kg为最大功率追踪系数;Δfband为电网频率的安全范围;ωr,ωmax,和ωmin分别为风机转子转速,最大转子转速和最小转子转速;fnom为系统的额定频率;
S3:根据计算的电网频率,计算电网频率偏差Δf;
S4:根据计算的频率偏差Δf和计算的下垂系数RDFIG获得下垂控制的有功增量,将有功增量输入到转子侧变流器中计算风机的有功功率输出值Pref,其计算公式为:公式(4)中,ΔP和PMPPT分别为下垂控制有功增量和最大功率追踪输出功率;
所述步骤S2的具体步骤如下:
S2.1:采集风机的转子转速ωr,掌握风机的最大转子转速ωmax和最小转子转速ωmin;
S2.2:所述下垂控制有功增量与最大功率运行的比值定义为风机转子转速的一次函数,其定义的公式为:公式(1)中,ΔP和PMPPT分别为下垂控制有功增量和最大功率追踪输出功率;kg为最大功率追踪系数;ωr,ωmax,和ωmin分别为风机转子转速,最大转子转速和最小转子转速;
S2.3:重新整理公式(1),可以得到:
公式(2)中,RDFIG(ωr)为关于风机转子转速的下垂系数,Δf为频率偏差;
S2.4:重新整理公式(2),可以得到下垂系数的计算公式:
公式(3)中,RDFIG(ωr)为关于风机转子转速的下垂系数,kg为最大功率追踪系数;Δfband为电网频率的安全范围;ωr,ωmax,和ωmin分别为风机转子转速,最大转子转速和最小转子转速;fnom为系统的额定频率。
2.根据权利要求1所述的一种适用于低频扰乱的风力发电机可控短期频率支撑方法,其特征在于,所述步骤S3中,计算频率偏差Δf后还需要对频率偏差Δf进行滤波处理,根据处理后的频率偏差Δf判断是否超出设定的死区范围。
3.根据权利要求1所述的一种适用于低频扰乱的风力发电机可控短期频率支撑方法,其特征在于,所述步骤S4中,计算风力发电机的有功功率输出值Pref时,为防止风力发电机过负荷及减少机械疲劳,所计算的有功功率输出值Pref需要受到最大有功功率限幅和有功功率变化率的限制。
4.根据权利要求1所述的一种适用于低频扰乱的风力发电机可控短期频率支撑方法,其特征在于,所述下垂系数RDFIG是随风机转速可变的,即随转子转速增加而增加;所述下垂系数RDFIG在最低转子转速为0。