[发明专利]一种风电场中长期控制建模方法以及等效模型

说明书

本发明公开了一种风电场中长期控制建模方法以及等效模型，属于风电场技术领域。本发明的一种风电场中长期控制建模方法，包括以下步骤：第一步，对风电场的电压进行控制；第二步，根据风电场所需发出的无功值，对风电场出力进行控制，同时对风电场有功跟随系统频率进行调节；第三步，根据新的有功功率调节量，可对风电场网侧变流器运行进行控制，进而实现风电场中长期建模。本发明根据电网频率偏差信号Δf以及计算得到的下垂系数Rf给出额外有功功率增量，与初始风机最大功率输出有功功率参考值相叠加得到新的有功功率调节量；进而实现风电场中长期建模，方案科学、合理、准确，能够满足地区调控中心对风电场中长期调度的要求。

技术领域

本发明涉及一种风电场中长期控制建模方法以及等效模型，属于风电场技术领域。

背景技术

现阶段风电场的电磁暂态和机电暂态模型研究较为成熟，在PSASP、BPA和PSCAD中已有较多实用模型，但对风电场的中长期模型研究不足。

风电场的中长期模型是各地区调度控制中心对风电场调度的基础，在未来新能源装机占比增高的情况下，电网对风电场的运行要求将会提高，因此风电场的中长期模型对于风电场的运行调度至关重要。

现有的风电场中长期模型仿真方案不够合理，存在很大的不科学性和随意性，缺少一种科学、合理、准确的技术方案；无法满足地区调控中心对风电场中长期调度的要求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种考虑风电场的有功功率、无功值和下垂控制特性，根据电网频率偏差信号Δf以及计算得到的下垂系数Rf给出额外有功功率增量，与初始风机最大功率输出有功功率参考值相叠加得到新的有功功率调节量；进而实现风电场中长期建模，方案科学、合理、准确，能够满足地区调控中心对风电场中长期调度的要求的风电场中长期控制建模方法以及等效模型。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种风电场中长期控制建模方法，包括以下步骤：

第一步，对风电场的电压进行控制；

在调度中心给定风电场母线电压指令的情况下，通过测量元件获取风电场当前母线电压、线路阻抗和风电场当前功率输出，计算得到使风电场母线电压达到指令值的风电场所需发出的无功值，从而实现对电压指令的跟踪；

第二步，根据风电场所需发出的无功值，对风电场出力进行控制，同时对风电场有功跟随系统频率进行调节；

由于风电场一般以最大有功功率的方式进行运行，因此主要对风电场有功输出做减少方向的控制；

首先通过电网检测单元对电网频率偏差信号Δf和有功偏差信号进行检测，然后计算出下垂系数R_f；

根据电网频率偏差信号Δf以及计算得到的下垂系数R_f给出额外有功功率增量，与初始风机最大功率输出有功功率参考值相叠加得到新的有功功率调节量；

第三步，由于永磁直驱风电机组的机侧响应因惯性时间常数较大在暂态时间尺度内小到可以忽略不计，因此在实际工程建模时可以只考虑网侧变流器的控制逻辑与动态响应，于是可以通过把“背靠背”变流器的控制逻辑等效成一个受控电流源，从而实现风电场控制的功率指令到电流指令的转换。

因此根据新的有功功率调节量，可对风电场网侧变流器运行进行控制；完成从风电场控制的功率指令到电流指令的转换，进而实现风电场中长期建模。

本发明经过不断探索以及试验，充分考虑风电场的有功功率、无功值和下垂控制特性，根据电网频率偏差信号Δf以及计算得到的下垂系数R_f给出额外有功功率增量，与初始风机最大功率输出有功功率参考值相叠加得到新的有功功率调节量；进而实现风电场中长期建模，方案科学、合理、准确，能够满足地区调控中心对风电场中长期调度的要求。