[发明专利]一种用于风力发电机组一次调频功率控制的方法

说明书

本发明提供了一种用于风力发电机组一次调频功率控制的方法，通过检测并网点频率变化量来计算调频有功功率，与当前有功功率相加并计算相应的发电机转速及发电机转矩目标值。同时对并网点频率变化所在范围对发电机有功功率变化率限值进行调度并相应地进行分解为发电机转速变化率限值及发电机转矩变化率限值。并以此两个限值对当前发电机转速/转矩到调频目标值的过程变化速率进行限制。本发明创新地对不同频率变化范围内的不同有功功率变化率限值进行调度，并影响发电机转速及转矩变化速率限值。通过此方式可以有效地提高由于调频需求带来地发电机有功功率调节的快速性要求，满足一次调频功能对风力发电机组响应时间的要求。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别涉及一种用于风力发电机组一次调频功率控制的方法。

背景技术

随着越来越多的风力发电机组并入电网，由于风力发电随机性、间歇性等特点对电网频率的影响越来越大。因此一次调频功能在风力发电机组并网友好性的控制策略中越来越受到重视。当电网频率上升或下降时，需要整场的风力发电机组有功功率降低或升高来支撑电网频率的稳定性。

现有针对此问题的技术方案包括：根据检测的并网点频率变化，通过一次调频所需要增加或降低的有功功率指令作为总调频有功功率目标值，根据当前时刻的有功功率值，计算发电机转矩目标值及发电机转速目标值。但在调整的过程中需对有功功率变化率进行限制，避免发电机转矩目标值及转速目标值发生剧烈变化影响机组正常运行状态。但一般有功功率变化率限值为固定值，由于并网点频率变化范围不一致导致所需要的有功功率目标值变化范围也不一致，采用同样的有功功率变化率限值会导致如果当前有功功率与调频目标值较大时响应时间相应延长，无法满足调频需要的有功功率调节快速性要求。

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于风力发电机组一次调频功率控制的方法，替代现有技术方案中仅有唯一的有功功率变化率限制的方式，从而更有针对性的解决由于一次调频需求而带来的有功功率调节到目标值快速性的问题。

本发明还创新地引入并网点频率对有功功率变化率限值进行调度，从而使用调度后的有功功率变化率限值分解的转速及转矩变化速率限值作为变桨及转矩控制器的输出限制，从而使变桨及转矩控制器依据调度后的有功功率变化率限值进行变桨及转矩控制，从而更快的响应一次调频需求带来的发电机有功功率调节快速性问题。

发明内容

本发明提出了一种用于风力发电机组一次调频功率控制的方法，以此满足由于调频需求带来地发电机有功功率调节的快速性要求，以及一次调频功能对风力发电机组响应时间的要求。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种用于风力发电机组一次调频功率控制的方法，包括以下步骤：

在当前的检测周期内检测并网点频率f，并获取频率死区设置f_dead。如并网点频率f变化幅度未超过死区设置值，则逻辑结束。如并网点频率f变化幅度超过死区设置值，则计算调频有功功率deltaP。获取当前时刻有功功率指令P_now，并与已计算的调频有功功率deltaP相加得到总调频有功功率指令P_sum。对总调频有功功率指令P_sum进行分解，得到发电机转矩目标值torque_pfc及发电机转速目标值omega_pfc。

根据当前的检测周期内检测到的并网点频率f，并判断f是否在49.5Hz及49.75Hz范围内，如果是则通过查表法查找对应的升功率速率限制值deltaPlimit1，如果否则继续判断f是否在49.75Hz及50.05Hz范围内，如果是则通过查表法查找对应的升功率速率限制值deltaPlimit2，如果否则继续判断f是否在50.05Hz及50.25Hz范围内，如果是则通过查表法查找对应的降功率速率限制值deltaPlimit3，如果否则继续判断f是否在50.25Hz及50.5Hz范围内，如果是则通过查表法查找对应的降功率速率限制值deltaPlimit4，如果否则逻辑结束。