[发明专利]一种基于负荷分层排序控制的风电场参与电网黑启动的方法

权利要求书

1.一种基于负荷分层排序控制的风电场参与电网黑启动的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，通过对风力机、双馈风机和换流器建模组成包含风电场的微网系统整体模型；

步骤S2，基于下垂控制策略建立风电场的频率控制模型；

步骤S3，建立主要厂用负荷的静态负荷模型；

步骤S4，基于隐枚举法对厂用负荷进行分层排序，在微电网黑启动过程中分离和投入厂用负荷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括建立风力机的数学模型：

风力机的有功输出与风速的关系为：

其中，P_m风力机输出的机械功率，ρ为空气密度，v_wind为风速，A为风力机叶片扫过的面积；c_p(λ,β)为风力机的功率系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，风力机的功率系数c_p(λ,β)是关于叶尖速比λ和桨矩角β的函数式：

其中，λ＝Rω/v_wind，R为为风力机叶片半径，ω为风力机叶片转动的角速度，c₁～c₆为计算系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括建立双馈风机的数学模型：

双馈风机动态模型的电压方程为：

磁链方程为：

转子运动学方程为：

其中，u_s为定子电压矩阵，i_s、i_r分别为定子电流矩阵、转子电流矩阵，ψ_s、ψ_r分别为定子绕组磁链矩阵、转子绕组磁链矩阵，R_s、R_r分别为定子电阻、转子电阻矩阵，L_s、L_r、L_m分别为定子自感、转子自感、定转子互感矩阵，p_p为电机极对数，J为电机转子的转动惯量，θ为转子电角度位移，ω为电机转子电角速度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括建立风电场换流器模型：

基于电网电流电压基波分量的风电场换流器的输出电压方程如下：

其中，u_d、u_q表示三相交流电压有功、无功分量；i_d、i_q表示三相交流电流有功、无功分量；e_d、e_q表示电网电压的有功、无功分量；ω表示角频率；L表示等效滤波电感；

根据瞬时功率理论，风电场换流器的有功、无功方程如下：

其中，P、Q表示逆变器输出功率的有功、无功分量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，基于有功-频率下垂控制原理，建立频率控制模型，形成能响应系统有功变化的频率控制模型；

由下垂控制得到：

ΔP＝Δf*d

其中，ΔP为系统有功变化量，Δf为系统频率变化量，d为下垂系数，

其中，P_max为有功最大值，P_ref为有功参考值，f_ref为频率参考值，f_min为频率最小值；

步骤S22，通过对有功-频率下垂控制中设置的频率最小值进行控制，使风电机组的有功输出对系统输出变化做出响应；

得出响应系统有功变化的f_min为：