[发明专利]一种风力发电机组参与系统调频的综合控制方法及系统

说明书

本发明公开一种风力发电机组参与系统调频的综合控制方法及系统。所述方法包括：获取风电厂并网点的系统频率、发电机组受到的风速v和发电机组电机转速；通过辅助转速控制器和辅助频率控制器进行有功功率控制；辅助转速控制器进行有功功率控制包括判断发电机组电机转速与发电机组受到风速v时对应的最优转速ω_opt及1.01ω_opt的大小，得到对应的第一标记值，根据第一标记值，确定辅助转速控制器是否参与控制。通过辅助转速控制器对发电机组电机转速的控制，防止发电机组向电网注入的有功功率大于发电机组可捕获的最大机械功率时，发电机组电机转速持续下降，最终造成停机的现象，提升系统工作的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及风力发电控制技术领域，特别是涉及一种风力发电机组参与系统调频的综合控制方法及系统。

背景技术

随着煤炭等传统能源的枯竭和使用化石能源发电对大自然造成的污染日益严重，电力行业正在寻求一些新能源发电方式来取代部分的传统发电方式。而由于风能的丰富性、清洁性等优势，使风力发电近几年发展迅速，其在电网中的占比不断提高，对电网的影响越来越大，已成为电力系统重要的组成部分，我国出台的国标GB/T 19963-2011中对风电场的有功功率调节提出了明确的要求，风力发电应具备参与电力系统调频、调峰和备用等要求。

在风力发电技术领域，无论是双馈异步风力发电机还是永磁同步风力发电机，最重要的控制目标都是确定风力发电系统流向电网的功率和变桨距风力机的桨距角角度的参考值。

目前广泛使用的变速恒频风力发电机的控制策略大多是基于矢量控制的最大功率点跟踪策略，这种控制模式提高了风力发电机组的发电效率，但也因为发电机的机械动能与电网频率的解耦以及有功功率输出不会响应频率的变化，使风电机组对系统频率的支撑作用几乎为零，所以采用大规模风电并网会导致系统惯量以及频率调节能力降低。

现有的利用自身机械储能特性实现风电机组参与频率调节的方法主要有两类：利用风电机组自身的旋转动能参与系统调频虚拟惯量法以及采用有功功率备用的减载调频技术。

虚拟惯量法调频能力有限，频率控制过程中由于释放了旋转动能，转速下降，会造成风功率捕获能力下降，仅能进行短暂的调频支持否则会造成风力机的停机，控制不当很容易造成对频率的二次冲击。

而现有的减载调频技术大多是依靠某一确定的功率函数计算出当前工况下的转速及桨距角参考值，这种控制方式需要复杂的计算，其控制效果取决于功率函数的准确度，鲁棒性也较差。

即无论是变速恒频风力发电机广泛采用的基于矢量控制的最大功率点跟踪策略还是利用自身机械储能特性实现风电机组中常用的利用风电机组自身的旋转动能参与系统调频虚拟惯量法以及采用有功功率备用的减载调频技术，都存在鲁棒性差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电机组参与系统调频的综合控制方法及系统，提升系统调频的鲁棒性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种风力发电机组参与系统调频的综合控制方法，所述方法包括：

获取风电厂并网点的系统频率f_sys、发电机组受到的风速v和发电机组电机转速ω_mech；