[发明专利]风电机组的一次调频方法和设备

说明书

本发明提供一种风电机组的一次调频方法和设备，所述一次调频方法包括：检测电网的当前频率；当电网的当前频率小于电网标准频率时，通过第一确定处理来确定一次调频的功率变化量的指令值，其中，第一确定处理包括：根据当前频率确定用于一次调频的功率变化量的参考值，当确定风电机组当前存在有功功率余量时，对比所述参考值与风电机组的当前有功功率余量值，确定用于一次调频的功率变化量的指令值；基于所述功率变化量的指令值进行一次调频根据本发明，综合考虑风电机组的有功功率余量值和当前频率来确定一次调频的功率变化量的指令值，增强机组调频能力和系统稳定性。

技术领域

本发明涉及风力发电系统的控制技术领域，更具体地讲，涉及一种风电机组的一次调频方法和设备。

背景技术

随着风电装机容量的不断提升，风电机组的运行特性对电力系统频率稳定性的影响也愈加明显。因此，越来越多的风电场并网导则增加了风电机组参与一次调频的要求。目前，风电机组参与电网一次调频的控制策略主要分为三种：桨距角控制、惯量控制和减载控制。桨距角控制是通过控制机组的桨距角度改变当前机组的风能利用系数进而改变机组输出功率，以实现参与系统一次调频。但由于桨距角控制属于机械控制，其动作响应速度较慢，很难响应一次调频的快速性要求。惯量控制是利用机组转子转动惯量参与系统一次调频，可以快速响应系统频率变化调整转子旋转动能以改变机组输出功率；但由于机组转速范围有限，其吸收或者释放的转子旋转动能容量较小，在需要参与较长一次调频时无法提供满足要求的调频功率，甚至会因为转子动能释放较多使得机组功率快速下降对系统频率产生二次污染。减载控制是通过风电机组运行在次有攻略跟踪曲线上，利用预留的有功余量参与一次调频，其调频容量较大且参与时间较长；但由于风的波动特性以及一次调频触发的随机性，风电机组长期运行于减载状态对风电场的经济性会带来严重影响，还会使得机组长期处于变桨状态，这对机组关键部件的载荷影响也不可忽视。

考虑到目前国内风电装机容量虽仍在不断提升，但部分地区机组弃风限电现象十分严重，机组无法长时处于最优发电状态。综上所述，目前风电机组缺少有效的一次调频控制技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电机组的一次调频方法和设备，以增强风电机组的一次调频能力和系统的稳定性。

本发明的一方面提供一种风电机组的一次调频方法，所述一次调频方法包括：检测电网的当前频率；当电网的当前频率小于电网标准频率时，通过第一确定处理来确定一次调频的功率变化量的指令值，其中，第一确定处理包括：根据当前频率确定用于一次调频的功率变化量的参考值，当确定风电机组当前存在有功功率余量时，对比所述参考值与风电机组的当前有功功率余量值，确定用于一次调频的功率变化量的指令值；基于所述功率变化量的指令值进行一次调频。

可选地，对比所述参考值与风电机组的当前有功功率余量值，确定用于一次调频的功率变化量的指令值包括：将所述参考值和所述有功功率余量值中的较小值作为所述一次调频的功率变化量的指令值。

可选地，根据当前桨距角、比例积分控制器传递函数以及启动变桨控制的桨距角的最小值确定所述当前有功功率余量值，其中，所述比例积分控制器传递函数指示有功功率余量值与当前桨距角以及所述最小值之间的对应关系。

可选地，第一确定处理还包括：当确定风电机组当前不存在有功功率余量时，根据当前频率确定所述参考值，并将所述参考值作为一次调频的功率变化量的指令值。

可选地，根据当前频率确定所述参考值的步骤包括：根据所述参考值与当前频率之间的映射关系来得到所述参考值。

可选地，当风电机组的当前桨距角大于或等于启动变桨控制的桨距角的最小值时，确定风电机组当前存在有功功率余量值。