[发明专利]一种与二次调频相协调的双馈风电机组虚拟惯性控制方法

摘要

本发明公开了一种与二次调频相协调的双馈风电机组综合虚拟惯性控制方法，解决了风电机组虚拟惯性控制与电力系统二次调频相配合的问题，在原有的虚拟惯性控制模块的基础上附加了与电力系统二次调频相协调的模块，使整体调频效果得到了提高。并在附加模块中考虑了风电机组转子转速，使得风电机可以连续运行在安全的转速范围内；解决了系统频率波动对风电机组有功调节能力的影响的问题，由于风电机组的有功调节能力受系统频率波动影响很大，为了使双馈风电机组有更好的频率调节能力，优化了风电机组的稳态频率响应，并据此设计了控制策略，使得风电机组调频效果有所调高。

主权项

1.一种与二次调频相协调的双馈风电机组综合虚拟惯性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、判断电力系统是否有频率变化，如是，则转步骤2；步骤2、基于改进的风电场稳态频率响应，判断所测系统频率f_meas所在范围，并采用对应的综合惯性控制模式，并判断是否有电力系统二次调频信号，若有，则转步骤3；步骤3、二次调频协调控制模块动作，根据系统主调频机增发功率情况调节风电机组的出力，并响应风电机组的转速情况，防止风电机组转速超出运行范围导致风电机组退出运行；步骤4、风电机组与系统同步发电机共同作用，使电力系统频率恢复正常水平；步骤2中可以根据不同的频率范围选择对应的频率控制方法，减少风电机组的调频作用受电力系统频率的影响，所述综合虚拟惯性控制方法的流程及各模式含义如下：当f_min≤f_meas＜f_B时，系统出现较大的有功缺额，此时应当释放所有的有功备用K％＝0，P_{ref_in}＝P_opt，并同时进行综合惯性控制，以实现对系统频率的最大支持；K％为减载系数；P_opt为最大功率跟踪输出最优功率；当f_B≤f_meas≤f_C时，系统频率为较小波动，依靠综合惯性控制及后续系统中同步机的一次响应完成调频工作，P_{ref_in}＝P'_opt，此时采用综合惯性控制；当f_C＜f_meas≤f_max时，系统频率增加，系统出力过多，风电机组应当采取更强的减载控制，P_{ref_in}＝P”_opt，增大K值，持续限制有功出力；其中f_meas为系统频率；f_B与f_C为门槛频率，f_min与f_max为风电机组允许运行的最小频率和最大频率；有功参考值P_{ref_in}；当以及时，ω_r为风电机组转速；ω_rmin为DFIG允许运行的最低转速，取0.75p.u，ω_rmax为DFIG允许运行的最高转速，取1.25p.u；若因为频率超限而退出运行，再检测到频率恢复到正常范围后经延迟环节风电机组将恢复并网；若因为转速超限而退出运行，则进入转速恢复环节，若转速恢复到正常水平，风电机组将恢复并网运行。