[发明专利]一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法

权利要求书

1.一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：考虑风速随时间的波动性和不确定性，在风电场功率高精度预测的基础上，对风电场各个时段的平均转子转速进行预测，并不断更新，结合风电场发电计划，得到风电场的发电因子；

步骤2：根据功率预测数据和发电因子，采用模糊控制器滚动调整预测时段风电场的一次调频参数，再根据相邻时段的一次调频参数大小，计算两个时段内每个时刻的一次调频参数；

步骤3：基于预测的风电场平均转子转速和风电场的等效惯性时间常数，计算预测时段的惯性控制参数，再根据相邻时段的惯性控制参数大小，计算两个时段内每个时刻的惯性控制参数；

步骤4：根据电力系统频率变化，决定风电场站是否参与调频，并根据得到一次调频参数、惯性控制参数、机组运行转子转速以及频率变化情况计算场站内机组附加的调频功率；

其中，发电因子由预测功率和风电场的发电计划数据得到，当发电计划大于或等于预测功率时，风电场需要运行在最大功率跟踪状态，取 ，而当发电计划小于预测功率时，发电因子由两者差值得到，可表示为：

，

式中，为发电因子，、分别为时段的预测功率和计划发电功率，为额定功率。

2.根据权利要求1所述一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法，其特征在于，风电场功率预测的分辨率最小为分钟级，其通过现场实测、激光雷达测风以及数字天气预报，基于现有功率预测技术能力对未来时段的预测功率进行预测和滚动更新，在此基础上，滚动修正预测时域内风电场的一次调频及惯性控制参数的大小，一次调频及惯性控制参数的分辨率和滚动更新的时间尺度与功率预测一致。

3.根据权利要求1所述一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法，其特征在于，所述步骤2中一次调频参数由预测功率和发电因子经模糊控制器得到，即模糊控制器的输入量为预测功率和发电因子，输出量为一次调频参数，模糊控制的主要原则为：随的增大先增大后减小，随的增大而增大。

4.根据权利要求1所述一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法，其特征在于，所述步骤1中平均转子转速由风电场的预测功率和场站内风电机组的最大功率跟踪曲线模型得到。

5.根据权利要求1所述一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法，其特征在于，所述步骤3中惯性控制参数与预测的平均转子转速以及风电场等效惯性时间常数成正比，可表示为：，式中，为时段惯性控制参数，为风电场的等效惯性时间常数，为额定转速，为时段预测的风电场平均转子转速，为惯性控制的换算系数。

6.根据权利要求5所述一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法，其特征在于，所述步骤2中，根据相邻时段的一次调频参数大小，计算每个时刻的一次调频参数，计算公式为：

，

式中，和表示相邻的两个时段，为时刻的一次调频参数，表示时段的中点时刻，表示时段的中点时刻，、分别表示和时段的一次调频参数，为每个时段的时间间隔。

7.根据权利要求6所述一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法，其特征在于，所述步骤3中，根据相邻时段的惯性控制参数大小，计算每个时刻的惯性控制参数，其计算公式为：，

式中，为时刻惯性控制参数，、分别表示和时段的惯性控制参数。

8.根据权利要求7所述一种考虑风速时空差异的风电场一次调频及惯性控制方法，其特征在于，所述步骤4中，当频率偏差超过一定范围时，风电场参与一次调频和惯性控制，场站内风电机组参与调频的附加功率可以表示为：

，

式中，为机组参与一次调频和惯性控制的附加功率，为时刻机组的转子转速，、分别为最大和最小转速，为电力系统频率，则为电力系统频率偏差。