[发明专利]一种风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统

说明书

本发明公开了一种风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统，包括如下步骤：实时采集风电场主变压器高压端电网频率并判断是否超出设定的频率死区，若超过频率死区则风电场需要参与一次调频；计算需要调节的有功功率叠加量ΔP；在一次调频前，计算风机目标值Ptotal并分类出可参与本次调节的风机名单；根据ΔP，制定本次调频任务所需的调节周期数，然后将第一个调节周期的指令下发给各个风电机组；监测风电机组的执行情况，反馈给能量管理平台，排列出风电机组最优执行名单，据此下发第二调节周期的指令，以此类推完成一次调频任务。本发明将总指令分两次下发，第一次为试探性指令，通过综合反馈信息，再下发二次指令，调节精度更高。

技术领域

本发明涉及风电场多风力发电机组的辅助设备领域，特别是涉及一种风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统。

背景技术

随着电力系统中新能源占比的不断提高，电网结构不断复杂化，新能源发电的波动性造成电力系统的功率不平衡问题逐渐显现出来。因此，新能源参与电力系统的一次调频对于现阶段整个系统的稳定运行以及提高新能源的渗透率具有非常重要的意义。电网公司初步提出风电场参与一次调频任务，风电场的发电设备动辄几十台，甚至上百台，想让如此众多风电机组在短时间内协同完成一次调频任务是比较困难的。风电行业内关于风电场协同控制的一次调频方法极少，此领域需要不断填补。

由于风电机组通过变流器与风电场软电网直接连接，如果按照传统火电调频方法直接采集机组并网频率，则会出现单台机组采集到频率波动较大问题，不能够真实的代表风电场主变压器高压端的频率，基于机组并网频率的一次调频会出现全场有功功率波动的异常现场，也有可能会造成风电场内的频率小幅波动。所以风电场一次调频的频率采集点必须是在风电场主变压器高压端的频率。

在频率降到死区范围以下，机组需要短时间内提高有功功率，完成对电网频率的支撑。由于传统火电大容量机组的转动惯量较大，应对短时间内提高有功功率的方法主要是通过对机组的转动惯量释放从而提高有功功率的输出。目前，大多数实验风电场也是按照类似于这种释放转动惯量的方式提高机组有功功率。但是由于风力发电机组容量较小，在追求最优功率时存储的转动惯量较小，所以单纯的释放机组转动惯量持续时间会比较短，基本上不会持续5s以上，输出的调频电量较低，难以满足现在电网要求。而且在释放完风力发电机组的转动惯例后会迅速的引发有功功率骤降现象，需要几十秒的恢复时间。在整个电力系统中，如果高渗透率的风电场都以这种控制方式同时进行提升有功功率，恐怕有可能会引起电网频率的二次跌落，频繁波动。

现有技术的主要缺陷是：风力发电机容量较小，在机组追求最优功率的情况下，单纯通过释放转动惯量的方法来维持升功率，持续时间较短，不利于风电场对电网频率的支撑；在一次调频过程中缺少对机组执行情况的监测机制，需要区别化给机组下发指令；对于风力发电机群调频遇到的同步性问题，缺少有效的方法。如果无法解决风力发电机群同步性问题，将会导致风电场一次调频效果不好，风电场实时有功功率会产生摆动现象，控制效果不理想；缺少风电场一次调频与二次调频衔接控制策略。

所以在风电机组追求最优功率的情况下，如何延长机组提高有功功率的支撑时间是需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效延长风电机组对一次调频支撑时间的风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统。

本发明的一个目的是提供一种风电场参与一次调频的智能控制方法。

本发明的另一个目的是提供一种风电场参与一次调频的智能控制系统。

本发明的再一个目的是提供一种包括风电场参与一次调频的智能控制系统的风电机组群。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供风电场参与一次调频的智能控制方法，包括如下步骤：