[发明专利]一种风电场一次调频控制方法及系统

权利要求书

1.一种风电场一次调频控制方法，其特征是，包括：

使用超速减载控制的风电场功率分配策略：风电场接受系统调度指令后根据各风电机组反馈的风速信息计算需要减载的功率，将功率参考值及减载控制方式分配给各单机，最大限度的储存风电机组转子动能，提高系统的频率动态特性；

在调频控制中利用变参数控制策略，该控制策略能够保证在调频过程中风机能够释放自身最大备用功率，同时加快频率跌落后的恢复速度。

2.如权利要求1所述的一种风电场一次调频控制方法，其特征是，系统调度向风电场发送调度功率指令P_d，设当前风电场各风机能发出的最大功率之和为P_wfm，，若风电场需要在限功率模式下运行，则风电场需要减载的功率为

ΔP_wfde＝P_wfm-P_d。

3.如权利要求1所述的一种风电场一次调频控制方法，其特征是，风电场控制策略包含两层控制：场站控制和单机控制，风电场接收系统调度指令后决定采用最大功率运行模式还是限功率运行模式；

若采用限功率运行模式，风电场站的中央控制器收集各风机反馈回来的风速信息，向各风机分配参考功率值、减载运行方式以及调频控制系数；各风机主要采用下垂控制与惯性控制结合的控制策略，在频率扰动发生时，各风机频率值超过控制死区自动响应频率变化，不同的调频系数使得不同风机的出力也不相同。

4.如权利要求2所述的一种风电场一次调频控制方法，其特征是，根据当前风电场利用超速控制所能减载的最大功率与风电场需要减载的功率进行比较，若当前风电场利用超速控制所能减载的最大功率大于等于风电场需要减载的功率，则只使用超速控制即可完成风电场的减载目标。

5.如权利要求4所述的一种风电场一次调频控制方法，其特征是，超速控制时，根据每台风机的减载量，优先减载较低风速等级的风机，使其转速达到最大值，如果减载量已经达到要求，较高风速的风机就不再动作。

6.如权利要求2所述的一种风电场一次调频控制方法，其特征是，若当前风电场利用超速控制所能减载的最大功率小于风电场需要减载的功率时，在使低速风机全部超速到额定转速之后，需要额外采用变桨距角控制减载高风速风机。

进一步的技术方案，高风速风机的功率分配引入权重系数，以风速为依据进行分配，计算采用变桨距角控制的各风速风机减载量。

7.如权利要求1所述的一种风电场一次调频控制方法，其特征是，在调频控制中利用变参数控制策略：对于采用减载控制的风机，根据风机功率参考值表达式中，K_p、K_d分别为采用超速控制的下垂系数和惯性控制系数，通过调节各风电机组K_p和K_d，使得风机能够充分发挥自身调频能力并且改善系统频率的动态响应特性。

进一步的技术方案，下垂系数整定方法：每组风机调频控制中下垂系数的整定值：

其中，R为调差系数，K_m为机械功率增益，由调度给定，第n组风机的单机减载量为ΔP_den，设第n组风机的下垂控制系数为K_pn，ΔP_L为负荷功率变化量，即系统功率扰动值，D为电力系统的阻尼系数，ΔP_wfde为风电场需要减载的功率；通过测量系统的平均频率初始变化率的方式来估计系统功率扰动值。

8.如权利要求7所述的一种风电场一次调频控制方法，其特征是，对惯性控制系数K_d进行优化整定，以优化系统频率的动态响应特性：

其中，ΔP_m为同步机机械功率的变化量；ΔP_L为负荷功率变化量，即系统功率扰动值；H和D分别为电力系统的惯量和阻尼系数；以上变量均取标幺值；一次调频结束进入稳态后系统频率变化量Δf。