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专利号: 2021107034386
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适用于多种系统运行工况的风电调频方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:利用锁相环实时计算电网瞬时频率,当电力系统发生扰动导致电网频率偏移超出设定的死区时,启动双馈风力发电机组下垂控制,并继续执行步骤S2;否则,重复步骤S1;

S2:计算当前时刻电网频率偏差Δf,并取其绝对值;同时采集风力发电机组转子转速ωr;

S3:基于电网频率偏差Δf和风力发电机组下垂控制系数 计算风力发电机组参与系统调频的有功变化量ΔP,计算公式如下所示:公式(1)中, 为风力发电机组分别在频率支撑阶段的下垂控制系数 和转速恢复阶段的下垂控制系数 其中i=1、2,Δf为电网频率偏差;

其中,步骤S3的具体步骤如下:

S3.1:首先根据风力发电机组运行工况,分析风力发电机组在调频期间释放/吸收能量的潜力;

S3.2:受扰动影响,电力系统输出的有功功率与负载消耗功率之间出现不平衡,导致电网频率偏移,在电网频率支撑阶段,风力发电机组下垂控制系数与风力发电机组可有效释放的动能及电网频率偏差的绝对值成正相关,其表达式如下:公式(3)中, 为风力发电机组在频率支撑阶段的下垂控制系数,δ为双馈风力发电机组的基础调差系数,ωr为风力发电机组实时转子转速,ωmin为风力发电机组最小转子转速,|Δf|为电网频率偏差绝对值,α为电网频率性能调节因子,其作用是调节风力发电机组‑α|Δf|频率响应能力; 表示风力发电机组在转速为ωr时可释放的旋转动能;1/(e )为关于电网频率偏差的指数函数;

S3.3:若风力发电机组转速满足公式(4),则可判定风力发电机组转速收敛;

‑4

|ωr(t+T)‑ωr(t)|≤3.0×10      (4)公式(4)中,T为风力发电机组转子转速的采样周期;

S3.4:当风力发电机组转子转速ωr满足式(4)时,在风力发电机组下垂控制系数 的基础上加乘一个随时间逐渐递减的一次函数,在转速收敛时刻,即t=tr时,满足 随着时间变化风力发电机组下垂控制系数 逐渐减少至零,从而风力发电机组解除下垂控制,转速恢复阶段下垂控制系数表达式具体如下:公式(5)中, 为风力发电机组转速恢复阶段的下垂控制系数,tr为风力发电机组转子转速收敛对应时刻,Δt为转速恢复阶段持续时间;

S3.5:计算出风力发电机组参与系统调频的有功增量ΔP;

S4:将计算得到的有功变化量ΔP输入到转子侧控制器中得到风力发电机组的有功功率输出值Pref,计算公式如下所示:公式(2)中,PMPPT为最大功率追踪输出功率。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多种系统运行工况的风电调频方法,其特征在于,所述步骤S2中,计算电网频率偏差Δf后还需要对电网频率偏差Δf进行滤波处理。

3.根据权利要求1所述的一种适用于多种系统运行工况的风电调频方法,其特征在于,所述步骤S3中,在双馈风力发电机组转速收敛后,启动风力发电机组转速恢复阶段。

4.根据权利要求1所述的一种适用于多种系统运行工况的风电调频方法,其特征在于,所述步骤S4中,计算风力发电机组的有功功率输出值Pref时,为防止风力发电机组过负荷及减少机械疲劳,所计算的风力发电机组的有功功率输出值Pref需要受到有功功率变化率和最大有功功率限幅的限制。