[发明专利]一种风场参与调频方法及系统

权利要求书

1.一种风场参与调频方法，其特征在于，包括：

S1，对风电机组转子动能进行控制和功率备用调频控制；

S2，建立不同风速工况下每一风电机的综合调频控制策略；

S3，基于风速的变参数减载功率协调分配系数，建立风速、每一风电机组减载功率与风电场减载总功率的量化计算关系式；

S4，在每一风电机组综合调频控制方法和考虑不同风机运行风况差别的基础上，提出一种风电场内协调分配各机组减载功率的调频控制方法；

步骤S2具体包括：

下垂控制将引入的频率偏差信号经低通滤波器，形成有功修正信号ΔP1；

虚拟惯性控制将引入的频率变化率信号经高通滤波器，形成有功修正信号ΔP2；

超速控制依据正常运行时的出力和减载水平计算转速参考值，实现减载运行，变桨控制根据正常运行时的出力、减载水平和初始桨距角计算减载后的桨距角，同时引入频率偏差信号来修正桨距角，使风机根据系统频率变化调整出力，维持系统频率稳定；

所述步骤S4中风电机组的减载水平可用以下公式表示：

其中，d_i表示第i台风电机组的减载水平，v_i表示第i台风电机组的风速，v_n为额定风速，m表示该风场内部风电机组的台数，d表示风场的减载水平。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S1具体包括：所述转子动能控制包括下垂控制和虚拟惯性控制，其中，风机转速变化前后动能与电磁功率的转换能量为：

其中，ω₁和ω₂分别为控制前后转子的转速。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤S1还包括：将系统频率偏差以及变化率引入风电机组附加的有功功率控制环，使转子动能主动响应系统的频率变化，得到有功参考值为：

其中，ΔP为有功参考值，K_df和K_pf分别为惯性控制系数和下垂控制系数。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：风场的总功率为每台风电机组出力之和：

其中，m表示该风场内部风电机组的台数，P_i表示第i台风电机组输出的有功功率，P_WF表示风电场的总有功功率；

若运行要求风场的减载水平为d％，则减载后风场的出力为：

P′_WF＝(1-d％)P_WF，

其中，P′_WF表示满载后风场的出力。

5.一种风场参与调频系统，其特征在于，包括：

第一模块，用于对风电机组转子动能进行控制和功率备用调频控制；

第二模块，用于建立不同风速工况下每一风电机组的综合调频控制策略；

第三模块，用于基于风速的变参数减载功率协调分配系数，建立风速、每一风电机组减载功率与风电场减载总功率的量化计算关系式；

第四模块，在每一风电机组综合调频控制方法和考虑不同风机运行风况差别的基础上，提出一种风电场内协调分配各机组减载功率的调频控制方法；

所述第二模块具体包括：

下垂控制将引入的频率偏差信号经低通滤波器，形成有功修正信号ΔP1；

虚拟惯性控制将引入的频率变化率信号经高通滤波器，形成有功修正信号ΔP2；

超速控制依据正常运行时的出力和减载水平计算转速参考值，实现减载运行，变桨控制根据正常运行时的出力、减载水平和初始桨距角计算减载后的桨距角，同时引入频率偏差信号来修正桨距角，使风机根据系统频率变化调整出力，维持系统频率稳定；

所述第四模块中风电机组的减载水平可用以下公式表示：

其中，d_i表示第i台风电机组的减载水平，v_i表示第i台风电机组的风速，v_n为额定风速，m表示该风场内部风电机组的台数，d表示风场的减载水平。