[发明专利]风力发电机组一次调频的实现方法、系统、介质及设备

说明书

本发明公开了一种风力发电机组一次调频的实现方法、系统、介质及设备，本发明采取恒转速模式，在一次调频时，保持转速给定值不变，减小变桨机构动作，从根本上解决变桨控制过慢导致响应速度不够的问题，通过转矩的快速调整来满足响应时间的要求，可以快速响应电网一次调频的需求，对整个电网的稳定性起到了关键性的作用。总之，本发明可有效减少变桨机构的动作，提高响应速率，避免机组长时间运行在共振穿越区，从而减少一次调频时的故障，值得推广。

技术领域

本发明涉及风力发电的技术领域，尤其是指一种风力发电机组一次调频的实现方法、系统、存储介质及计算设备。

背景技术

随着风力发电技术的日益成熟，并网容量也逐渐增加，而随之带来的电网稳定性问题也日益突出，这对风力发电机组的电网支撑能力也提出了新的挑战。

为保证电网的稳定运行，降低风电接入对电网频率质量和稳定性的影响，风力发电机组越来越被认为需要参与系统的频率调整。目前，国内外对风力发电机组的一次调频策略开展了很多的研究，电网公司也出台了相应的标准来约束风电机组在参与一次调频时的各种动态变化过程。当电网频率上升或者下降时，需要整场的风力发电机组有功功率降低或者升高来支撑电网频率的稳定性。

对于风力发电机组控制来说，基于恒功率控制的算法，当出现功率阶跃时，转矩控制和变桨控制同时动作来响应机组的暂态变化，但是基于桨距角控制的方式虽然可以在风速允许的条件下，提供一定的功率支撑，但是也存在响应速度慢的问题，导致机组在规定时间内不能响应功率的阶跃。

当电网频率发生波动时，为了保持电网的稳定，必须快速改变有功功率来支撑电网的稳定，传统的一次调频方式采用恒功率模式，当给定功率发生阶跃变化时，转矩和转速都会同时响应有功功率的变化，在额定转速以下阶段，转速没有到达额定值且处于共振穿越上边界，转矩控制和变桨控制同时起作用才能满足功率的变化，转矩控制由下级的变流器根据转矩下发值快速响应，但是变桨控制是由机组自己承担，由于变桨电机速率的限制，并且当转速接近给定值时，由于PI本身调节能力的限制，导致调节速率越来越慢，这样必然导致响应速率不够。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种风力发电机组一次调频的实现方法，可有效解决一次调频时变桨控制环节响应速度相对较慢的问题，实现风力发电机组快速有效地响应电网的频率变化。

本发明的第二目的在于提供一种风力发电机组一次调频的实现系统。

本发明的第三目的在于提供一种存储介质。

本发明的第四目的在于提供一种计算设备。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种风力发电机组一次调频的实现方法，在风力发电机组处于正常发电模式时，执行以下步骤：

1)获取机组的一次调频标志位，如果标志位为true，则执行步骤2)，如果标志位为false，则退出一次调频；

2)获取机组的共振穿越标志位，如果处于共振穿越区间，则退出一次调频，如果不处于共振穿越区间，则执行步骤3)；

3)获取机组的给定有功功率值及反馈有功功率值，计算机组的给定有功功率值与反馈有功功率值的差值ΔPower，执行步骤4)；

4)根据计算出来的差值ΔPower执行相应阶段的功率变化速率，再根据执行的功率变化速率转化为机组实际功率给定值Power′_set，执行步骤5)；

5)根据机组实际功率给定值Power′_set计算转矩限幅值Torque，执行步骤6)；

6)根据转矩限幅值Torque执行机组的转矩PI控制，根据发电机转速给定值w_set和发电机转速反馈值w_fbk执行机组的变桨PI控制。