[发明专利]参与电网频率控制的大型风电场智能惯性频率控制方法

说明书

本发明公开了一种参与电网频率控制的大型风电场智能惯性频率控制方法，首先，为电网频率控制定义了一个风电场惯性响应的优化模型。然后，采用头脑风暴算法解决该优化问题以控制风电场的风电机组。本发明解决了两个目前尚未成熟解决的关键问题，即风电场中的风电机组必须参与电网频率控制过程的功率增量和持续时间，使风电场成功参与电网频率控制并减轻了风电机组逐步惯性控制引起的二次频率下降效应。

技术领域

本发明涉及一种参与电网频率控制的大型风电场智能惯性频率控制方法。

背景技术

间歇性可再生能源的高渗透率和有限的存储能力降低了系统的惯性，危及电网频率的稳 定性。一个具有大规模非同步发电渗透率和低惯性的电网非常容易受到故障和干扰的影响， 这些故障和干扰可能会导致欠频跳闸、串联故障和停电。

双馈异步风力发电机组最常见的风电机组类型，在提取功率方面比其他类型的发电机更 有效。双馈异步风力发电机组通常以最大功率点跟踪模式运行。最大功率点跟踪模式的运行 导致了风电机组和电网频率之间的解耦，因此它们不会对频率突变做出反应。

研究表明，风电机组能够使用惯性控制策略进行频率参与。当电网中出现有功功率不平 衡时，它们可以使用逐步惯性控制参与电网频率控制，在这种情况下，风电场迅速增加其输 出功率并在一段时间内保持超产状态。尽管输电系统运营商已经规定了新的电网规范，但风 电机组参与频率控制的有功功率增量和持续时间还没有得到解决。目前文献中的研究没有明 确解决这些问题。此外，这些研究大多只针对单一的风电机组，而很少有研究考虑风电场的 频率控制。经典控制方法在功率和频率控制方面的性能，受到风电机组和电网高度非线性特 性的限制。相反，可以开发进化计算方法来解决这些完整的问题。

发明内容

本发明为解决风电机组的逐步惯性控制的问题，提供了一种参与电网频率控制的大型风 电场智能惯性频率控制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

参与电网频率控制的大型风电场智能惯性频率控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，构建风电场惯性响应的优化模型；

步骤2，使用头脑风暴算法求解步骤1中的优化模型，得到风电机组逐步惯性控制的终 止时间以及增量；

步骤3，根据步骤2得到的终止时间以及增量，实现风电场惯性频率控制。

进一步，所述步骤1中风电场惯性响应的优化模型为：

目标函数

约束条件t_off＞t_n1

ω_off,i≥ω_min

Δf≥max(Δf_min,-0.5)