[发明专利]一种风电机组场级一次调频与阻尼控制的联合控制方法

说明书

本发明涉及一种风电机组场级一次调频与阻尼控制的联合控制方法，包括：针对因大电网内发生的扰动故障引起系统频率骤升、骤降，设计风电场级的一次调频控制与阻尼控制器，同时解决并网风电场系统低频振荡与系统的高低周问题。本发明具体涉及风电场并网点的一种附加阻尼控制器，校正一次调频的有功功率输出，从而增加系统阻尼。将本发明应用到大型并网风电场，能够增强受扰后系统调频特性与低频振荡阻尼特性，快速抑制频率波动与系统振荡,提升电网接纳大容量新能源电力的能力。

技术领域

本发明属于风电系统控制领域，具体涉及一种风电机组场级一次调频与阻尼控制的联合控制方法。

背景技术

大规模远距离输电是解决大型清洁能源消纳和防治大气污染的重要举措，但是大规模清洁能源发电的自身特点也给电网的安全稳定运行带来了一系列的挑战，如清洁能源发电机组的高低压穿越问题，尤其是近年来风电机组的频率控制与阻尼控制问题难以解决给电网安全及新能源送出带来了较大制约。

我国新能源开发发展快速，但新能源大多分布在距离负荷中心较远的三北地区，将大规模新能源送出大部分采用常规高压或特高压直流(LCC HVDC)集中送出。但是由于LCC-HVDC存在换相失败问题，而且由于直流输电距离远、跨越地域比较广，直流故障时有发生，交流电网将产生大量的功盈余，送端交流电网频率与阻尼控制问题突出，送端电网功率不平衡，系统频率将大幅跌落或上升，对电网安全运行造成很大影响。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种风电机组场级一次调频与阻尼控制的联合控制方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种风电机组场级一次调频与阻尼控制的联合控制方法，包括以下步骤：

步骤1，风电场级的一次调频协调控制，通过当电网频率偏差大于第一阈值，且风电机组有功出力大于第二阈值时，一次调频动作的同时，通过输入并联的附加信号使阻尼控制器同时进行控制；

步骤2，当控制系统出现单向频率偏差时，则阻尼控制器以调频输出量为主，当控制系统出现振荡时，则阻尼控制器以阻尼输出为主；

步骤3，将所述阻尼输出或调频输出量叠加至一次调频功率指令；

步骤4，当叠加后的一次调频功率指令与自动发电控制系统的有功功率指令方向相反时，若电网频率低于额定频率，则闭锁所述自动发电控制系统减负荷指令；

若电网频率高于额定频率，则闭锁所述自动发电控制系统加负荷指令。

进一步的，所述一次调频与阻尼控制器同时控制的具体步骤包括测量环节、超低频滤波环节、死区环节、隔直环节、三级超前/滞后补偿环节、放大环节及限幅环节，且各环节依次连接。

进一步的，所述测量环节用于对所述并联的附加信号进行处理，传递函数为其中，a、b、c为常数；

所述超低频滤波环节中的滤波器为两个串联的二阶滤波器，该滤波器通过下式的传递函数来实现超低频分量的滤波，

其中s为积分算子，s²为积分算子的二次方；G_l1、G_l2、ξ_l1、ξ_l2为双二阶滤波器的配置参数；

死区环节的设置与调速系统一次调频的死区相同；

隔直环节用于滤掉直流次要信号，传递函数为其中T_W1为隔直时间常数，T₁、T₃、T₅为超前时间常数，T₂、T₄、T₆为滞后时间常数；

三级超前/滞后补偿环节用于通过相位补偿和放大环节，采用非线性处理环节区对调速系统信号进行相位补偿，传递函数为