一种改善电网调峰特性的风电调频控制方法
专利汇可以提供一种改善电网调峰特性的风电调频控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种改善 电网 调峰特性的 风 电调频控制方法，包括：基于次日负荷功率曲线和风功率输出曲线，根据负荷 水 平，选择风机留有备用容量的程度，以波峰时刻风机最优功率输出为基准，计算不同时间的需要预备的备用容量。根据计算的需要预备的备用容量，根据不同时段风速大小，是否大于额定风速，决定采取转速一次调频或桨距一次调频控制策略，并利用风机输出功率与 风能 利用系数的对应关系，求解出对应备用容量下的风机的参考转速或参考桨距 角 。根据风机备用容量预留计算值，设定风机的参考转速和参考桨距角，当出现负荷需求 波动 时，释放备用容量实现调频。本 发明 方法应用于大规模风电调频控制中，能有效改善电网调峰特性、缓解机组有功调度压 力 ，并有助于提高风电调频备用的经济性。，下面是一种改善电网调峰特性的风电调频控制方法专利的具体信息内容。
1.一种改善电网调峰特性的风电调频控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：基于次日负荷功率曲线和风功率输出曲线，根据负荷水平，选择风机留有备用容量的程度，以波峰时刻风机最优功率输出为基准，计算不同时间的需要预备的备用容量；
步骤2：根据步骤1中需要预备的备用容量，根据不同时段风速大小，是否大于额定风速，决定采取转速一次调频或桨距一次调频控制策略，并利用风机输出功率与风能利用系数的对应关系，求解出对应备用容量下的风机的参考转速或参考桨距角；
步骤3：根据风机备用容量预留计算值，设定风机的参考转速和参考桨距角，当出现负荷需求波动时，释放备用容量实现调频。
2.根据权利要求1所述一种改善电网调峰特性的风电调频控制方法，其特征在于：
步骤1中，根据次日负荷功率曲线和风功率输出曲线，计算风机以调频基点功率输出时不同时刻需要留有的备用容量，具体如下：
设次日负荷曲线在波峰时刻负荷功率为Pmf，其他时刻的负荷功率为P(t)，风机最优功率输出为 调频基点功率输出为 预留的备用容量为
依据负荷功率曲线，1天24小时各时段按负荷水平与波峰负荷比值，等于风电机组调频基点功率与最优功率比值的原则求解动态风电调频备用容量；
不同时刻负荷水平与峰时刻比值为：
风机调频基点功率输出表达式为：
预留的备用容量表达式为：
减载比表达式为
风力发电机组的气动功率表达式如下：
其中，ρ为空气密度；
V为风轮迎面风速；
S为叶轮旋转平面面积；
R为涡轮半径；
Cp(λ,β)为风能利用系数；
Cp表示风力机将风能转换为其机械能的效率，因尾流旋转动能的存在，Cp<1，而根据贝兹理论，最大风能利用系数Cpmax＝0.593；
实际上，对于不同的叶尖速比λ、或风轮转速ωwt、或桨距角β，Cp是一变化量，可表示为：
其中，V为风轮迎面风速；
R为涡轮半径；
ωwt为风轮转速；
β为桨距角；
Cp(λ,β)为风能利用系数；
λi为不同的叶尖转速比。
3.根据权利要求1所述一种改善电网调峰特性的风电调频控制方法，其特征在于：
步骤2中，根据已计算需要留有的备用容量，结合次日不同时刻的风速与风机额定风速的比较判断，利用风机输出功率与风能利用系数的对应关系，反求解出对应备用容量下的风机参考转速和参考桨距角；
设额定风速为V0，风机最优功率输出时的转速和桨距角分别为 预留备用容量以调频基点功率输出下的参考转速和参考桨距角分别 对应风机调频基点功率表达式如下：
其中，P(t)de为调频基点功率；
ρ为空气密度；
V为风轮迎面风速；
S为叶轮旋转平面面积；
Cpde(λref，βref)为调频基点功率下的风能利用系数；
λref为参考叶尖转速比；
βref为参考桨距角；
假设在一次调频响应阶段风速保持稳定，调频基点功率输出由Cp(λ,β)唯一决定；由于(4)、(5)分析Pv与λ(或ωwt)，β之间数学关系时极为不便，采用Cp与λ，β的简化表达式：
所以，结合公式(5)、(6)、(7)得出如下调频基点功率输出表达式：
其中，ρ为空气密度；
V为风轮迎面风速；
S为叶轮旋转平面面积；
R为涡轮半径；
P(t)de为调频基点功率；
ωref为参考转速；
βref为参考桨距角；
根据式(8)，当风速低于额定风速时，风机采用转速一次调频控制策略；当风速高于额定风速时，风机采用桨距一次调频控制策略，求出风机预留备用容量下的参考转速和参考桨距角；
采用转速控制时，桨距角不动作，有βr0＝βref＝常数，可得到：
其中，ρ为空气密度；
V为风轮迎面风速；
S为叶轮旋转平面面积；
R为涡轮半径；
βr0为最优功率输出时的桨距角；
ωref为参考转速；
βref为参考桨距角；
采用桨距控制时，转子转速不变，有ωr0＝ωref＝常数，可得到：
其中，ρ为空气密度；
V为风轮迎面风速；
S为叶轮旋转平面面积；
R为涡轮半径；
ωr0为最优功率输出时的转速；
ωref为参考转速；
βref为参考桨距角。
4.根据权利要求1所述一种改善电网调峰特性的风电调频控制方法，其特征在于：
步骤3中，根据风机备用容量预留计算值，设定对应时刻风电机组的参考转速和参考桨距角，当出现负荷功率波动时，释放备用容量实现调频；
转速一次调频控制策略：当系统频率突然降低时，通过减小风机转子转速和叶尖速比，经变流器电流内环响应来改变输出电磁转矩和有功功率，实现了转速一次调频响应；桨距一次调频控制策略：当系统频率发生扰动时，通过改变桨距角来实现风能利用率的变化，从而实现风电机组有功出力的变化，并最终改变输出电磁转矩和有功功率，实现了桨距一次调频响应；对系统频率突然增加情况，上述各物理量调节方向和工作点运行方向则相反；
结合对应时刻风速情况，当风速低于额定风速时，采用上述转速一次调频控制策略；当风速高于额定风速时，采用上述桨距一次调频控制策略。
一种改善电网调峰特性的风电调频控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
功率表达式如下：
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