[发明专利]一种风电机组参与系统调频方法及系统

说明书

一种风电机组参与系统调频方法及系统，包括：基于预先设置的风电机组主控系统调频曲线，确定功率调节条件；基于所述功率调节条件，以及获取的风电场并网点频率值，采用风电机组转子动能与桨距角备用能量协调控制的下垂控制调频方式调节当前系统频率，直至发电机组恢复限功率发电运行状态，达到稳定的系统频率。采用风电机组转子动能控制调频和桨距角控制调频协调调节频率，消除了由于转子动能控制调频结束后由于转速下降过度造成的功率下降，提升了风电机组参与系统调频的稳定性与持续性，为电力系统提供快速稳定的有功频率支撑，可在电网频率故障初期快速对电网快速进行频率支撑。

技术领域

本发明涉及电力领域，具体涉及一种风电机组参与系统调频方法与系统。

背景技术

大容量(MW级)变速恒频风电机组通过快速控制的电力电子变流装置并网，使其转速与电网频率解耦，实现了发电系统与电网的解耦控制，但风电机组有功功率输出与电网频率无关，缺乏对系统频率的快速响应与主动支撑，目前大容量风电机组尚不具备调频能力。

随着局部电网中风电穿透率不断升高，电力系统调频能力逐渐下降，在大功率缺失或系统故障情况下，极易诱发全网频率故障，不具备调频能力的风电大规模接入给电力系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。为此，世界主要风电发达国家与地区均通过并网导则对风电的调频能力进行了规范，目前我国风电参与系统一次标准尚在制定当中。

MW级风电机组风轮巨大、转动惯量大，正常运行情况下的转子动能十分可观；风电高穿透率地区，风电大发时，风电机组往往处于限功率状态，且预留了大量的功率备用。转子动能与桨距角备用能量的合理利用，可以在不增加额外功率备用及运行成本的情况下，使得风电机组具备一定的调频能力，而如何综合利用风电机组转子动能及桨距角备用是研究的关键与难点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的如何综合利用风电机组转子动能及桨距角备用的难题，本发明提供一种风电机组参与系统调频方法与系统。

本发明提供的技术方案是：一种风电机组参与系统调频方法，包括：

基于预先设置的风电机组主控系统调频曲线，确定功率调节条件；

基于所述功率调节条件，以及获取的风电场并网点频率值，采用风电机组转子动能与桨距角备用能量协调控制的下垂控制调频方式调节当前系统频率，直至发电机组恢复限功率发电运行状态，达到稳定的系统频率；

所述功率调节条件包括：当前风电机组频率处于可调节频率区间时，根据功率调节量进行系统调频。

优选的，所述采用风电机组转子动能与桨距角备用能量协调控制的下垂控制调频方式调节当前系统频率，包括：

若风电机组转速下降量超出预设阈值，则判断桨距角控制调频是否启动，若启动，则转子动能控制调频功能退出，通过桨距角控制继续调频；否则，继续使用转子动能控制调频功能进行调频；

若风电机组转速下降量未超出预设阈值，判断当前转速是否超出转速保护阈值，若当前转速超出阈值，则转子动能控制调频功能退出；否则，继续进行转子动能控制调频；

判断调频时间是否超过预设的调频支撑时间，若超过，则桨距角控制室调频功能退出；否则，继续进行桨距角控制调频。

优选的，所述功率调节条件，包括：

若当前系统频率在调频死区下限和调频死区上限之间时，不进行调频控制；

若当前系统频率在调频死区下限和调频区下限之间时，为第一调频区间，风电机组处于功率富余状态，根据所述当前系统频率确定第一功率调节量；

若当前频率在调频死区上限和调频区上限之间时，为第二调频区间，风电机组处于功率缺失状态，根据所述当前系统频率确定第二功率调节量。

优选的，所述频率死区为±0.05Hz。