[发明专利]基于风电场的一次调频和惯量调频控制方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种基于风电场的一次调频和惯量调频控制方法、装置及系统，方法包括步骤：1)通过采集并网点电压和电流变化得到电网频率变化；2)当检测到频率的变化量超过死区时，执行一次调频控制：根据频率的变化计算出功率指令，下发给能量管理平台，通过能量管理平台来控制单台风机的功率；当检测到频率的变化率超过死区时，执行惯量调频控制：判断具体的工况，根据不同的工况进行自适应控制。本发明具有根据不同工况进行自适应控制、成本低、改造简单、平台适应性强等优点。

技术领域

本发明主要涉及风力发电技术领域，具体涉及一种基于风电场的一次调频和惯量调频控制方法、装置和系统。

背景技术

风电机组的装机容量大幅增加，对电网的稳定性以及安全性带来了很大的挑战。为了提升电网的稳定性，提升电网频率的抗干扰能力，风电场亟需具备调频功能，并提高频率响应的速度。而频率的变化又分为频率的变化量和频率的变化率，频率的变化量调节称为一次调频，频率的变化率调节称为惯量调频，目前国内大部分风电场采用的仅仅是一次调频，而惯量调频存在响应速度要求快，普通的一次调频已经不能满足要求。

申请号CN202010123584.7的发明专利申请提出了一种风电场综合调频控制方法，通过控制发电机转速来实现一次调频与惯量调频，但是在限制发电机转速的同时，会影响风电机组的发电性能，使得发电机组并不能在最优发电状态，降低了发电效率；申请号CN202110307193.5的发明专利增加了集中式储能装置，通过控制该装置进行一次调频和惯量调频，该技术在调频单元以外还增加了新的储能装置，大大增加了成本；申请号CN202010486174.9的发明专利是在场级能量管理平台中增加调频模式，通过场级能量管理平台采集风电场并网点的频率变化来进行一次调频和惯量调频，但是有些电网的相关指标可能比较严苛，特别是旧风场的能量管理平台的响应时间有可能达不到要求。

具体地，针对不同电网的要求，一般调频单元的方案可以分为以下三种：

第一种是场站级AGC控制系统优化，在AGC控制系统中增加电网频率检测装置，调频控制算法等功能，直接将计算得到的目标值发送给能量管理平台，然后再由能量管理平台控制风机实现有功功率的增减。这种方案只需要优化原有的AGC控制系统，对能量管理平台和风机端都不需要进行修改，增加成本低，但是优化方式涉及的环节较多且有可能优化后的性能指标并不能满足电网的要求，存在一些技术难点。

第二种是能量管理平台优化，新增调频单元，调频单元只与能量管理平台进行通信，调频单元将计算得到的功率指令发送给能量管理平台，在能量管理平台中处理AGC指令和调频指令的闭锁关系，这样就可以实现调频的功能，但是可能并不能满足惯量调频的相关要求。

第三种是采用调频单元直接连接风机，直接由调频单元来控制风机，在快频期间优先快频指令。这种方案可以达到最快的响应速度，但是由于调频单元与原来的能量管理平台处于并行状态，使得在两者的切换过程中会造成全场有功的超调，不利于电网的稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种根据不同工况进行自适应控制的基于风电场的一次调频和惯量调频控制方法，并相应一种成本低、改造简单、平台适应性强的基于风电场的一次调频和惯量调频控制装置及系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于风电场的一次调频和惯量调频控制方法，包括步骤：

1)通过采集并网点电压和电流变化得到电网频率变化；

2)当检测到频率的变化量超过死区时，执行一次调频控制：根据频率的变化计算出功率指令，下发给能量管理平台，通过能量管理平台来控制单台风机的功率；

当检测到频率的变化率超过死区时，执行惯量调频控制：判断具体的工况，根据不同的工况进行自适应控制。