[发明专利]双馈可变速抽水蓄能机组的自适应动态虚拟惯量调频方法

摘要

本发明涉及一种双馈可变速抽水蓄能机组的自适应动态虚拟惯量调频方法，适应于含有可变速抽水蓄能机组和风力发电机组的联合孤岛系统，通过惯性控制启动模块来启动可变速抽水蓄能机组惯性响应；通过检测频率偏差值变化率dΔf/dt，引入修正因子α改变控制系数，自动控制机组的有功输出，实现双馈可变速抽水蓄能机组对电网提供动态频率支撑；通过惯性控制停止模块来停止可变速抽水蓄能机组惯性响应；当系统频率事故发生时，较传统下垂控制和固定参数虚拟惯量控制，该发明通过动态补偿双馈变流器机侧参考功率，能有效提高系统频率跌落最低点、降低频率下跌速度，减小频率达到稳定的时间，具备对电力系统更好的惯性支撑能力和一次调频响应能力。

主权项

1.一种双馈可变速抽水蓄能机组的自适应动态虚拟惯量调频方法，适应于含有可变速海水抽水蓄能机组和风力发电机组的联合孤岛系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1:当电力系统正常运行时，系统频率保持稳态同步,惯性控制启动条件不满足，双馈机组侧附加功率△P＝0，功率控制器输出值稳态电磁功率参考值P₀，此时水轮机调速器输出最优转速参考值，双馈可变速抽水蓄能机组工作在恒定功率状态；步骤2:当电力系统发生功率缺额时，系统频率发生变化，通过设置系统频率偏差和频率变化率判断条件启动自适应动态虚拟惯性响应,启动自适应动态虚拟惯性响应的过程为:当电力系统发生功率缺额时，频率发生变化，频率偏差和频率微分增大，当满足式1时，自适应虚拟惯性控制启动:上式中，△f和d△f/dt分别为系统频率偏差和频率变化率，T_△f和Td_△f/dt分别为频率偏差启动阀值和频率变化率启动阀值；步骤3:当步骤2满足时，通过设置系统频率微分判断区间，动态改变修正因子，改变虚拟惯量控制系数，动态输出附加电磁功率△P，总的电磁功率参考值为P_ref，双馈可变速抽水蓄能机组经过变流器模块和发电机模块跟踪响应P_ref并输出有功功率,其中，修正因子α改变的算法为式2:上式中，α₁为固定值，k为比例系数，K₁和K₂为dΔf/dt的区间值；附加电磁功率△P为式3:上式中K_p、K_d分别为虚拟惯量控制的比例系数和微分系数；总电磁功率参考值P_ref为式4:步骤4:当系统频率随着自适应动态虚拟惯性响应的进行恢复到稳定值时，系统通过设置的惯性控制的系统频率微分判断区间停止惯性响应，此时双馈可变速抽水蓄能机组转速逐渐恢复到稳定值，机组回到恒定功率状态，停止惯性响应的过程为:当系统频率恢复到稳定值时，频率偏差保持稳定，频率微分接近于0，当满足式5时，自适应虚拟惯性控制停止:上式中，Td_△f/dt为频率变化率停止阀值。