[发明专利]一种应对电网故障的风机暂态频率主动支撑方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种应对电网故障的风机暂态频率主动支撑方法、系统及存储介质，包括：检测电网的频率状态信息，当检测到的频率偏差超过设定阈值时，启动风机暂态频率主动支撑；根据系统频率变化速率计算电网承受的不平衡功率；基于电网承受的不平衡功率量，预测系统可能达到的最大频率偏差；当预测的最大频率偏差超过设定的阈值时，查询控制策略表，根据系统状态信息由控制策略表匹配各风电场主动支撑功率；响应于各风电场主动支撑功率，并向风电场内的各风机发送紧急控制功率命令，完成风机暂态频率主动支撑。本发明通过风机的暂态频率主动支撑，提高新能源高占比电网的频率安全稳定水平。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，尤其涉及一种应对电网故障的风机暂态频率主动支撑方法、系统及存储介质。

背景技术

为了实现国家的能源发展战略，近年来新能源发电得到了持续快速发展，特别是我国“三北地区”，由于新能源资源丰富，新能源发电的占比屡创新高，为国家的节能减排发挥了重要作用。风力发电是通过电力电子设备接口接入电网，与传统的同步发电机相比，其惯量较小，目前也不参与电网一次调频，因此随着风电等新能源发电的快速发展，电网的频率安全稳定水平有所下降。目前应对电网故障后的频率安全稳定问题，一般依靠稳控系统，如解决大容量直流闭锁的直流配套稳控系统。但对于新能源高占比电网而言，除了确定性的直流故障之外，电网大频差扰动事件往往是由新能源无序脱网或大规模故障穿越造成的，一般在电网经过复杂连锁故障事件后发生，仅仅依靠基于事件触发的紧急控制系统难以全面防御，需要加强基于电网频率响应的频率主动支撑能力建设。基于频率响应控制的措施主要包括电网一次调频和低频减载、高频切机等，这些措施依靠机组或控制装置就地的频率信息进行控制，无法考虑电网其他运行状态信息，如薄弱断面功率、关键节点电压等，极端情况下容易引发电网连锁失稳风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种应对电网故障的风机暂态频率主动支撑方法、系统及存储介质，可有效应对电网连锁故障下的大频差扰动风险，有利于提高新能源高占比电网的安全稳定运行水平。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

本发明提供了一种应对电网故障的风机暂态频率主动支撑方法，包括：

检测电网的频率状态信息，当检测到的频率偏差超过设定阈值时，启动风机暂态频率主动支撑；

根据系统频率变化速率计算电网承受的不平衡功率；

基于电网承受的不平衡功率量，预测系统可能达到的最大频率偏差；

当预测的最大频率偏差超过设定的阈值时，查询控制策略表，根据系统状态信息由控制策略表匹配各风电场主动支撑功率；

响应于各风电场主动支撑功率，并向风电场内的各风机发送紧急控制功率命令，完成风机暂态频率主动支撑。

进一步地，启动风机暂态频率主动支撑的方法包括：

风机暂态频率主动支撑子站根据所在变电站的母线电压相角检测频率Δf_i，其中i＝1,2,3,…N， N为风机暂态主动支撑子站的总数；

记Δf₀＝max{|Δf₁|,|Δf₂|,…,|Δf_N|}，Δf₀为风机暂态频率主动支撑主站根据接收的各子站的频率偏差信号；

当Δf₀≥Δf_th时，启动风机暂态频率主动支撑系统，其中Δf_th为启动风机暂态频率主动支撑系统的频率偏差阈值。

进一步地，计算电网承受的不平衡功率量的方法包括：