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专利号: 2023103724019
申请人: 西南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑风电预测扰动的负荷频率控制方法,其特征在于,包括:获取工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的当前扰动功率d(k|k);

计算所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的预测扰动序列,其中,预测时间范围的预测扰动序列由预测时间范围内的系统未来所受扰动d(k+1|k)到d(k+Np‑1|k)组成,其中,Np为预测时间范围;

基于所述当前扰动功率及所述预测扰动序列,生成所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的扰动序列;

基于所述扰动序列计算调频系统在所述预测时间范围的输出序列;

基于所述调频系统在所述预测时间范围的输出序列,计算所述预测时间范围的控制序列;

调频系统基于所述控制序列调整风电并网的负荷频率;

计算所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的预测扰动序列,包括:基于所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在所述预测时间范围内的最大功率跟踪过程中的参考输出功率及所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的平均输出功率,计算所述预测扰动序列;

基于所述当前扰动功率及所述预测扰动序列,生成所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的扰动序列,包括:按照时间先后顺序对所述当前扰动功率及所述预测扰动序列进行拼接,生成所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的扰动序列;

基于所述扰动序列计算调频系统在所述预测时间范围的输出序列,包括:基于所述扰动序列及模型预测控制器的预测模型计算调频系统在所述预测时间范围的输出序列;

所述基于所述调频系统在所述预测时间范围的输出序列,计算所述预测时间范围的控制序列,包括:基于所述调频系统在所述预测时间范围的输出序列,在模型预测控制器的预测模型约束下求解目标函数,得到所述调频系统在所述预测时间范围的控制序列。

2.根据权利要求1所述的考虑风电预测扰动的负荷频率控制方法,其特征在于,所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组通过调节电机电磁转矩改变转速以捕获当前风速下最大机械功率。

3.根据权利要求1所述的考虑风电预测扰动的负荷频率控制方法,其特征在于,所述获取工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的当前扰动功率,包括:基于所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的当前输出功率及平均输出功率,计算所述当前扰动功率。

4.根据权利要求3所述的考虑风电预测扰动的负荷频率控制方法,其特征在于,所述基于所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的当前输出功率及平均输出功率,计算所述当前扰动功率,包括:根据以下公式基于所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的当前输出功率及平均输出功率,计算所述当前扰动功率:PwL=Pe‑Pe0;

其中,PwL为所述当前扰动功率,Pe为所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的当前输出功率,Pe0为所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的平均输出功率。

5.根据权利要求1所述的考虑风电预测扰动的负荷频率控制方法,其特征在于,所述基于所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在所述预测时间范围内的最大功率跟踪过程中的参考输出功率及所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的平均输出功率,计算所述预测扰动序列,包括:基于以下公式计算风电机组预测扰动功率:

*

PwL=Pwopt‑Pe0

其中,Pwopt为风电机组最大功率跟踪过程中参考输出功率,Pe0为所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的平均输出功率。

6.根据权利要求1‑4任意一项所述的考虑风电预测扰动的负荷频率控制方法,其特征在于,所述调频系统基于所述控制序列调整风电并网的负荷频率,包括:调频系统基于所述控制序列中的第一个控制信号调整风电并网的负荷频率。

7.一种考虑风电预测扰动的负荷频率控制系统,其特征在于,包括:数据获取模块,用于获取工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的当前扰动功率d(k|k);

序列预测模块,用于获取所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的预测扰动序列,其中,预测时间范围的预测扰动序列由预测时间范围内的系统未来所受扰动d(k+1|k)到d(k+Np‑1|k)组成,其中,Np为预测时间范围;

序列拼接模块,用于基于所述当前扰动功率及所述预测扰动序列,生成所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的扰动序列;

数据处理模块,用于基于所述扰动序列计算调频系统在所述预测时间范围的输出序列;

所述数据处理模块还用于基于所述调频系统在所述预测时间范围的输出序列,计算所述预测时间范围的控制序列;

频率调整模块,用于基于所述控制序列中的第一个控制信号调整风电并网的负荷频率;

计算所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的预测扰动序列,包括:基于所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在所述预测时间范围内的最大功率跟踪过程中的参考输出功率及所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组的平均输出功率,计算所述预测扰动序列;

基于所述当前扰动功率及所述预测扰动序列,生成所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的扰动序列,包括:按照时间先后顺序对所述当前扰动功率及所述预测扰动序列进行拼接,生成所述工作于最大功率跟踪模式下的风力发电机组在预测时间范围的扰动序列;

基于所述扰动序列计算调频系统在所述预测时间范围的输出序列,包括:基于所述扰动序列及模型预测控制器的预测模型计算调频系统在所述预测时间范围的输出序列;

所述基于所述调频系统在所述预测时间范围的输出序列,计算所述预测时间范围的控制序列,包括:基于所述调频系统在所述预测时间范围的输出序列,在模型预测控制器的预测模型约束下求解目标函数,得到所述调频系统在所述预测时间范围的控制序列。