[发明专利]一种基于自适应滤波的风电场二次调频信号分配方法

权利要求书

1.一种基于自适应滤波的风电场二次调频信号分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集风电场内各风电机组运行风速、桨距角和转子转速，将所述运行风速、桨距角和转子转速上发至风电场级中央控制器；

步骤2：风电场级中央控制器根据各风电机组桨距角判断运行模式，包括：变转速控制模式和变桨距控制模式，计算风电场变转速和变桨距控制功率调节能力，修正区域控制偏差信号的滤波环节参数，在当前控制周期保持；

步骤3：将所述区域控制偏差信号通过滤波环节进行分频，低频信号分配给处于变桨距控制模式的风电机组，高频信号分配给处于变转速控制模式的风电机组，重复步骤1至步骤3，不断将二次调频后的信号分配至各台风电机组；

所述步骤2中，风电场级中央控制器根据各风电机组桨距角判断运行模式，当第i个风电机组桨距角满足下式时，处于桨距角控制模式，反之则处于变转速控制模式：

式中：为第i个风电机组桨距角；为风电机组所允许调节的桨距角最大值；

所述步骤2中，计算风电场变转速和变桨距控制功率调节能力，具体为：风电机组通过功率削减预留部分向上调节裕度，风电机组功率P可表示为：

式中：P为风电机组功率；为空气密度；C_p为风能捕获效率系数；为叶尖速比；为中间变量；为桨距角；A为桨叶风能捕获面积；v为风速；为风电机组转子转速；R是风电机组的叶轮半径；为数学中的自然常数；

第i个风电机组风电场变转速功率调节的上限值、下限值分别为：

式中：为转子转速最优值，为转子转速上限值；式中表示第i个风电机组的风速；表示第i个风电机组的转子转速；

第i个风电机组风电场变桨距功率调节的上限值、下限值分别为：

式中：和分别为桨距角最优值和上限；表示第i个风电机组的桨距角；

风电场变转速控制功率调节能力可表示为：

式中：为风电场变转速功率调节值；N为风电场内风电机组总数量；i表示风电场风电机组的数量；

风电场变桨距控制功率调节能力可表示为：

式中：为风电场变桨距功率调节值；N为风电场内风电机组总数量；所述步骤2中，修正区域控制偏差信号的滤波环节参数，低通滤波环节参数为截止频率，设置为：

式中：为截止频率；为最大截止频率；P_vs0为变转速控制死区，避免过小，导致风电机组无法参与扰动功率分配；

所述步骤3中，将区域控制偏差信号通过滤波环节进行分频，低频信号分配给处于变桨距控制模式的风电机组，高频信号分配给处于变转速控制模式的风电机组，滤波环节中幅度与频率的关系为：

式中：表示滤波环节中幅度与频率的关系；n为滤波环节模型阶数；为纹波系数；为切比雪夫多项式；

在拉普拉斯域中，滤波环节的极点可通过下式求解：

区域控制偏差信号滤波环节可通过下式计算：

式中：为区域控制偏差信号滤波环节的表达式；为控制环节稳定对应极点；js表示复频域的虚部；n表示极点数量；s表示复频域；

设区域控制偏差信号P_ACE经过滤波后为P_ACE,H，低频信号分配给处于变桨距控制模式的风电机组，第i台处于变桨距控制模式的风电机组机侧变流器参考功率调整为：

式中：P_i为参与二次调频功率分配前风电机组输出功率；表示第i台风电机组的有功参考值；

第i台处于变转速控制模式的风电机组机侧变流器参考功率调整为：

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