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计及电机组自主频率响应的电系统高频切机方法

申请号 CN202410155246.X 申请日 2024-02-02 公开(公告)号 CN117955175A 公开(公告)日 2024-04-30
申请人 重庆大学; 发明人 欧阳金鑫; 张澳归; 余建峰;
摘要 本 发明 涉及电 力 系统保护与控制领域,具体涉及计及 风 电机 组自主 频率 响应的电力系统高频切机方法,功率调节速率所述方法包括首先获取风 电场 中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数、风电场运行功率、 同步发电机 最大滑坡速率、同步发电机运行功率;当电力系统频率超过规程规定的允许范围时,计算各风电场功率调节速率;接着计算避免频率变化率越限的最小切机量;若无需切机,则风电机组采用综合惯量控制,同步发电机按最大滑坡速度下调有功功率;若需要切机,当不需 切除 同步发电机时,根据所需最小切机量,确定切除风电机组的数量,并执行切机;当需切除同步发电机时,则按调频容量约束的最大切机量确定切除风电机组的数量,确定切除同步发电机的数量,并执行切机。
权利要求

1.计及电机组自主频率响应的电系统高频切机方法,其特征在于,所述方法具体包括以下步骤:
S101、获取风电场运行功率、同步发电机最大滑坡速率、同步发电机运行功率;
S102、当电力系统频率出现功率扰动时,根据风电场组的下垂系数与虚拟惯量系数,计算各风电场功率调节速率;
S103、根据功率扰动与风电场功率调节速率建立是否切机的判别式,若判别式成立,则不需切机,执行S104,若判别式不成立则需要切机,执行S105;
S104、风电机组按虚拟惯量系数与下垂系数进行综合惯量控制,同步发电机按最大滑坡速度下调有功功率;
S105、根据调频容量约束下的风电机最大切机量和频率变化率约束下的系统最小切机量判断是否需要切除同步发电机,若不需切除同步发电机,执行S106;否则执行S107;
S106、根据频率变化率约束下的系统最小切机量、最大频率偏差约束下所需的风电机最小切机量以及切除风电机组后系统功率调节量,确定切除风电机组的数量,并执行切机;
S107、根据调频容量约束的风电机最大切机量,确定切除风电机组的数量;根据避免频率变化率与最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量确定切除同步发电机的数量,并执行切机。
2.根据权利要求1所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,步骤S102中,各风电场功率调节速率按以下方法计算:
其中,Rwi为风电场i的功率调节速率;nt,i为风电场i中的风电机组数量;kd,i、kp,i分别表示风电场i中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数;i=1,2,…,mw,mw为风电场数量;f表示风电场的频率。
3.根据权利要求1所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,步骤S103中,根据功率扰动与风电场功率调节速率建立是否切机的判别式,将初始功率盈余代入下式,若下式成立则不需切机,否则判断需要切机:
其中,ΔP0为系统初始功率盈余;f0为系统初始频率;Sb为系统基准容量;Hsys为系统等效惯性时间常数,RoCoFmax为最大允许频率变化率;D为负荷阻尼系数;PD为初始负荷功率;Td为系统频率响应延时;Δfmax为最大允许频率偏差;Pre表示切除风电机组后系统功率调节量,K1为系数。
4.根据权利要求3所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,步骤S103中,切除风电机组后系统功率调节量的计算公式为:
其中,t0表示初始时刻,Δtnadir为频率到达最高点所需时间;nwt,i为风电场i的切机数量;kd,i、kp,i分别表示风电场i中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数;mw为风电场数量;f表示风电场的频率;Rsj表示同步发电机电厂j的功率调节速率;ms为同步发电机电厂数量。
5.根据权利要求1所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,步骤S105中,按照以下方法判断是否需要切除同步发电机:
当调频容量约束下的风电机最大切机量大于频率变化率约束下的系统最小切机量时,切除风电机组可避免频率越限,判断为无需切除同步发电机;
当调频容量约束下的风电机最大切机量小于频率变化率约束下的系统最小切机量时,仅切除风电机组无法避免频率越限,判断为需切除同步发电机。
6.根据权利要求5所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,步骤S105中,调频容量约束下的风电机最大切机量计算式为:
其中,mw为风电场数量;Pwi0为风电场i的初始运行功率;η为最小调频容量系数;
频率变化率约束下的系统最小切机量计算式为:
其中,ΔP0为系统初始功率盈余;Hsys为系统等效惯性时间常数,Sb为系统基准容量,RoCoFmax为最大允许频率变化率;f0为系统初始频率。
7.根据权利要求1所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,步骤S106中,切除风电机组的数量按以下方法计算:
其中,nwt,i为风电场i的切机数量;mw为风电场数量;Pq,wi为风电场i中被切除的第q台风电机组的功率;PLu.WG为避免频率变化率与频率偏差越限时所需的风电机最小切机量。
8.根据权利要求7所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,步骤S106中,避免频率变化率与频率偏差越限时所需的风电机最小切机量按以下方法计算:
PLu.WG=max{PLu.WG.MFD,PLu.ROC}
PLu.ROC为频率变化率约束下的系统最小切机量,PLu.WG.MFD为最大频率偏差约束下所需的风电机最小切机量,通过求解下式确定:
其中,Δfmax为最大允许频率偏差,ΔP0为系统初始功率盈余;D为负荷阻尼系数;PD为初始负荷功率;K1为系数;Pre表示切除风电机组后系统功率调节量;Hsys为系统等效惯性时间常数,Td为系统频率响应延时。
9.根据权利要求1所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,步骤S107中,切除风电机组的数量与同步发电机的数量分别按以下方法计算:
其中,nwt,cap,i为调频容量约束下风电场i的最大切机数量;η为最小调频容量系数;Pwi0为风电场i的初始运行功率;nst,j为同步发电机电厂j中切除同步发电机的数量;ms为同步发电机数量;Pq,wi为风电场i中被切除的第q台风电机组的功率;Pl,sj为同步发电机电厂j中被切除的第l台同步发电机的功率;PLu.SG避免频率变化率与最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量。
10.根据权利要求9所述的计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,其特征在于,避免频率变化率与最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量按以下方法计算:
PLu.SG=max{PLu.SG.MFD,PLu.SG.ROC}
PLu.SG.MFD为避免最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量,按以下公式计算:
PLu.SG.ROC为避免频率变化率越限的同步发电机最小切机量,按以下公式计算:
其中,Psum可写为:
其中,Δfmax为最大允许频率偏差,ΔP0为系统初始功率盈余;D为负荷阻尼系数;PD为初始负荷功率;K1为系数;Pre表示切除风电机组后系统功率调节量;Hsys为系统等效惯性时间常数,Td为系统频率响应延时,RoCoFmax为最大允许频率变化率,mw为风电场数量,Sb为系统基准容量,nt,i为风电场i中的风电机组数量,Δtnadir为频率到达最高点所需时间,nSG,j为同步发电机电厂j的同步发电机数量,kd,i、kp,i分别表示风电场i中风电机组的下垂控制系数与虚拟惯量控制系数; 为同步发电机电厂j中第q台同步发电机的功率调节速率。

说明书全文

计及电机组自主频率响应的电系统高频切机方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力系统保护与控制领域,具体涉及一种计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法。

背景技术

[0002] 随着风电装机容量持续增大,电网的惯量平持续下降,不断提升的风电渗透率导致电力系统频率安全稳定问题日益严重。故障等大扰动导致频率变化率急剧升高,保护动作使风电机组大范围脱网等安全事故时有发生。
[0003] 以双馈风电机组和直驱风电机组为代表的变速风电机组能够通过综合惯量控制模拟同步发动机机电特性,通过转子释放或吸收能量响应频率变化。但是,综合惯量控制的调节能力受限于初始运行状态与风速,在电网大扰动下仅依靠综合惯量控制可能无法有效控制频率,可配合切机以平抑系统功率盈余。由于切除同步发动机的成本较高,且对系统的抗扰性造成不利影响,因此优先切除风电机组被普遍认可。
[0004] 风电机组能够快速响应频率变化而调节功率,切机量越大,切机后系统功率调节能力越差。切机以发电机组为单位,功率调节颗粒度较大,容易出现过切或欠切现象,使系统低频减载误动作或无法从高频恢复至正常运行状态。考虑风电机组自主频率响应能力,协调高频切机与功率调节,优先切除风电机组,可尽量避免切除同步发电机
[0005] 综上所述,针对切除同步发电机降低风电电力系统抗扰性的问题,考虑风电机组综合惯量控制的功率调节速率,计及切除风电机组与同步发电机对电力系统功率调节能力的影响,如何尽可能避免切除同步发电机组,降低电力系统安全风险,是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

[0006] 为了解决现有技术中同步发电机降低风电电力系统抗扰性的问题,本发明提出一种计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法。考虑风电机组综合惯量控制的功率调节速率,计及切除风电机组与同步发电机对电力系统功率调节能力的影响,尽可能避免切除同步发电机组。具体包括以下步骤:
[0007] S101、获取风电场中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数、风电场运行功率、同步发电机最大滑坡速率、同步发电机运行功率;
[0008] S102、当电力系统频率出现功率扰动时,根据风电场组的下垂系数与虚拟惯量系数,计算各风电场功率调节速率;
[0009] S103、根据功率扰动与风电场功率调节速率建立是否切机的判别式,若判别式成立,则不需切机,执行S104,若判别式不成立则需要切机,执行S105;
[0010] S104、风电机组按虚拟惯量系数进行综合惯量控制,同步发电机按最大滑坡速度下调有功功率;
[0011] S105、根据调频容量约束下的风电机最大切机量和频率变化率约束下的系统最小切机量判断是否需要切除同步发电机,若不需切除同步发电机,执行S106;否则执行S107;
[0012] S106、根据频率变化率约束下的系统最小切机量、最大频率偏差约束下所需的风电机最小切机量以及切除风电机组后系统功率调节量,确定切除风电机组的数量,并执行切机;
[0013] S107、根据调频容量约束的风电机最大切机量,确定切除风电机组的数量;根据避免频率变化率与最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量确定切除同步发电机的数量,并执行切机。
[0014] 本发明提供了一种计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,能够解决现有技术中同步发电机降低风电电力系统抗扰性的问题。考虑风电机组综合惯量控制的功率调节速率,计及切除风电机组与同步发电机对电力系统功率调节能力的影响,尽可能避免切除同步发电机组,还能够在避免系统频率越限的同时减小切机量。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0015] 1、现有技术通过综合惯量控制使风电机组模拟同步发电机机电特性,通过转子释放或吸收能量响应频率变化。利用可调容量作为表征风电机组的频率控制能力,但是忽略了风电机组功率调节速率和同步发电机调节速率对系统频率的影响。本发明提出了风电机组功率调节速率的计算方法,量化了切机、功率调节能力与频率特性之间的耦合关系,可反映避免系统频率越限时所需的切机量与功率调节速率。
[0016] 2、现有技术利用最优化方法确定切机量与功率调节量,以切机量、功率调节量为变量,优化求解各时刻频率控制方案。现有技术忽略了切除同步发电机对系统抗干扰性的影响,可能导致切除同步发电机数量过大,后续频率响应特性恶化。本发明计及风电机组自主频率响应能力,协调切机与功率调节,可尽量避免切除同步发电机。附图说明
[0017] 图1为计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法的流程图
[0018] 图2为本发明判断是否需要切除同步发电机的流程图;
[0019] 图3为本发明实施例中风电电力系统实例图;
[0020] 图4为本发明实施例下的频率效果图;
[0021] 图5为本发明实施例下的风电场有功功率效果图;图5(a)为风电场WF3的有功功率变化图;图5(b)为风电场WF13的有功功率变化图;图5(c)为风电场WF14的有功功率变化图;图5(d)为风电场WF23的有功功率变化图;
[0022] 图6为本发明实施例下的同步机有功功率效果图;其中图6(a)为同步机SG1的有功功率变化图;图6(b)为同步机SG8的有功功率变化图;图6(c)为同步机SG22的有功功率变化图;图6(d)为同步机SG27的有功功率变化图。

具体实施方式

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0024] 本发明提出一种计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,针对同步发电机降低风电电力系统抗扰性的问题,考虑风电机组综合惯量控制的功率调节速率,计及切除风电机组与同步发电机对电力系统功率调节能力的影响,尽可能避免切除同步发电机组。具体包括以下步骤:
[0025] 获取风电场中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数、风电场运行功率、同步发电机最大滑坡速率、同步发电机运行功率;
[0026] 当电力系统频率出现功率扰动时,根据风电场组的下垂系数与虚拟惯量系数,计算各风电场功率调节速率;
[0027] 根据功率扰动与风电场功率调节速率建立是否切机的判别式,若判别式不成立则需要切机;
[0028] 若不需切机,风电机组按虚拟惯量系数进行综合惯量控制,同步发电机按最大滑坡速度下调有功功率;
[0029] 若需要切机,根据调频容量约束下的风电机最大切机量判断是否需要切除同步发电机;
[0030] 若不需切除同步发电机,根据频率变化率约束下的系统最小切机量、最大频率偏差约束下所需的风电机最小切机量以及切除风电机组后系统功率调节量,确定切除风电机组的数量,并执行切机;
[0031] 若需要切除同步发电机,根据调频容量约束的风电机最大切机量,确定切除风电机组的数量;根据避免最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量和避免频率变化率越限的同步发电机最小切机量确定切除同步发电机的数量,并执行切机。
[0032] 如图1所示,本发明公开了一种计及风电机组自主频率响应的电力系统高频切机方法,具体包括以下步骤:
[0033] S101、获取风电场中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数、风电场运行功率、同步发电机最大滑坡速率、同步发电机运行功率;
[0034] S102、当电力系统频率出现功率扰动时,根据风电场组的下垂系数与虚拟惯量系数,计算各风电场功率调节速率;
[0035] S103、根据功率扰动与风电场功率调节速率建立是否切机的判别式,若判别式成立,则不需切机,执行S104,若判别式不成立则需要切机,执行S105;
[0036] S104、风电机组按虚拟惯量系数进行综合惯量控制,同步发电机按最大滑坡速度下调有功功率;
[0037] S105、根据调频容量约束下的风电机最大切机量和频率变化率约束下的系统最小切机量判断是否需要切除同步发电机,若不需切除同步发电机,执行S106;否则执行S107;
[0038] S106、根据频率变化率约束下的系统最小切机量、最大频率偏差约束下所需的风电机最小切机量以及切除风电机组后系统功率调节量,确定切除风电机组的数量,并执行切机;
[0039] S107、根据调频容量约束的风电机最大切机量,确定切除风电机组的数量;根据避免频率变化率与最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量确定切除同步发电机的数量,并执行切机。
[0040] 具体实施时,步骤102中,风电场i的功率调节速率按以下方法计算:
[0041]
[0042] 其中,Rwi为风电场i的功率调节速率;nt,i为风电场i中的风电机组数量;kd,i、kp,i分别表示风电场i中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数;i=1,2,…,mw,mw为风电场数量。
[0043] 具体实施时,步骤103中,根据功率扰动与风电场功率调节速率建立是否切机的判别式,将初始功率盈余代入下式,若下式成立则不需切机,否则判断需要切机:
[0044]
[0045] 其中,ΔP0为系统初始功率盈余;f0为系统初始频率;Sb为系统基准容量;Hsys为系统等效惯性时间常数,RoCoFmax为最大允许频率变化率;D为负荷阻尼系数;PD为初始负荷功率;Td为系统频率响应延时;Δfmax为最大允许频率偏差;Pre表示切除风电机组后系统功率调节量,K1为系数,可写为:
[0046]
[0047] 具体实施时,对于切除风电机组后系统功率调节量,可以表示为:
[0048]
[0049] 其中,t0表示初始时刻,Δtnadir为频率到达最高点所需时间;nwt,i为风电场i的切机数量;kd,i、kp,i分别表示风电场i中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数;mw为风电场数量;f表示风电场的频率;Rsj表示同步发电机电厂j的功率调节速率;ms为同步发电机电厂数量。
[0050] 具体实施时,步骤S104中,风电机组按虚拟惯量系数与下垂系数进行综合惯量控制,综合惯量控制是风电机组参与系统调频的一种有效方式,将虚拟惯量控制和下垂控制这两种策略结合起来,以系统的频率偏差和频率变化率作为输入,通过调节叶轮存储的动能来改变风电机组的输出功率。通过模拟同步发电机的惯量响应过程,能够抑制电网频率波动,提升电网稳定运行的能力,这个过程中,利用虚拟惯量系数与下垂系数,可以释放转子中的动能参与系统调频,在不增加储能等附属设备或降低风电场运行效率的情况下使风电场具备一定的惯性响应和一次调频能力,增强风电并网系统的频率稳定性
[0051] 具体实施时,步骤S104中,同步发电机按最大滑坡速度下调有功功率。所述最大滑坡速度即为保证电力系统功率平衡所需的最大功率调节速度。
[0052] 具体实施时,步骤S105中,如图2所示,按照以下方法判断是否需要切除同步发电机:
[0053] 当调频容量约束下的风电机最大切机量大于频率变化率约束下的系统最小切机量时,切除风电机组可避免频率越限,判断为无需切除同步发电机;
[0054] 当调频容量约束下的风电机最大切机量小于频率变化率约束下的系统最小切机量时,仅切除风电机组无法避免频率越限,判断为需切除同步发电机。
[0055] 具体实施时,步骤S105中,调频容量约束下的风电机最大切机量计算式为:
[0056]
[0057] 其中,mw为风电场数量;Pwi0为风电场i的初始运行功率;η为最小调频容量系数。
[0058] 具体实施时,步骤S105中,频率变化率约束下的最小切机量按以下公式计算:
[0059]
[0060] 其中,ΔP0为系统初始功率盈余;f0为系统初始频率;Sb为系统基准容量;RoCoFmax为最大允许频率变化率;Hsys为系统等效惯性时间常数,可表示为:
[0061]
[0062] 其中,mw为风电场数量;Hl,sj、Sl,sj分别为同步发电机电厂j中第l台同步发电机的等效惯性时间常数和并网运行功率;Hq,wi、Sq,wi为分别风电场i中第q台风电机组的等效惯性时间常数和运行功率,风电机组的等效惯性时间常数为:
[0063]
[0064] 其中,Jq为第q台风电机组的转动惯量;R为第q台风电机组的风轮机叶片半径;ρ为空气密度;λopt为最优叶尖速比;ωq,n为第q台风电机组额定运行转速;Cp.opt为最优风能利用系数。
[0065] 其中,同步发电机的等效惯性时间常数一般是定值,由机组容量决定,本实施例就不再提供具体计算公式。
[0066] 具体实施时,步骤106中,切除风电机组的数量按以下方法计算:
[0067]
[0068] 其中,nwt,i为风电场i的切机数量;PLu.WG为避免频率变化率与频率偏差越限时所需的最小切机量,通过求解下式确定:
[0069] PLu.WG=max{PLu.WG.MFD,PLu.roc}
[0070] 其中,PLu.WG.MFD为最大频率偏差约束下所需的最小切机量,通过求解下式确定:
[0071]
[0072] 其中,Pre为切除风电机组后系统功率调节量,通过求解下式确定:
[0073]
[0074] 其中,t0表示初始时刻,Δtnadir为频率到达最高点所需时间;nwt,i为风电场i的切机数量;kd,i、kp,i分别表示风电场i中风电机组的下垂系数与虚拟惯量系数;mw为风电场数量;f表示风电场的频率;Rsj表示同步发电机电厂j的功率调节速率;ms为同步发电机电厂数量。
[0075] 具体实施时,步骤S107中,切除风电机组的数量与同步发电机的数量按以下方法计算:
[0076]
[0077] 其中,nwt,cap,i为调频容量约束下风电场i的最大切机数量;η为最小调频容量系数;Pwi0为风电场i的初始运行功率;nst,j为同步发电机电厂j中切除同步发电机的数量;Pq,wi为风电场i中被切除的第q台风电机组的功率;Pl,sj为同步发电机电厂j中被切除的第l台同步发电机的功率;PLu.SG避免频率变化率与最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量。
[0078] 具体实施时,避免频率变化率与最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量按以下方法计算:
[0079] PLu.SG=max{PLu.SG.MFD,PLu.SG.ROC}
[0080] PLu.SG.MFD为避免最大频率偏差越限的同步发电机最小切机量,按以下公式计算:
[0081]
[0082] PLu.SG.ROC为避免频率变化率越限的同步发电机最小切机量,按以下公式计算:
[0083]
[0084] 其中,Psum可写为:
[0085]
[0086] 其中,nSG,j为同步发电机电厂j的同步发电机数量; 为同步发电机电厂j中第q台同步发电机的功率调节速率。
[0087] 为验证本发明方法的有效性,以如图3所示的算例系统接线图为例进行分析。节点SG1、SG2、SG5、SG8、SG22、SG27为同步发电机节点,同步发电机运行功率及其功率调节速率如表1所示,其中所述功率调节速率即为最大滑坡速率。
[0088] 表1同步发电机运行功率及其功率调节速率
[0089]
[0090] 节点WF3、WF13、WF14、WF23为风电节点,这四个风电节点对应的风电场内机组数量分别为20、30、15、20台,单台风电机组额定功率为2MW。节点10、11、24、26、29、30为负荷节点。风电场下垂系数及综合惯量控制系数如表2所示。
[0091] 表2风电场下垂系数及综合惯量系数
[0092]
[0093] 各同步发电机等效惯性时间常数均为4s;风电机组运行功率为1.8MW,额定电压为575V,定子电阻为0.023 p.u.,转子电阻为0.016 p.u.,定子漏电感为0.18 p.u.,转子漏电感为0.16 p.u.,磁化电感为2.9 p.u.,风电机组等效惯性时间常数为0.226s。系统总负荷为321MW。可计算系统等效惯性时间常数为2.21s。最大允许频率变化率为1.5Hz/s,最大允许频率偏差为0.5Hz。负荷阻尼系数为1.2。频率响应延时为0.005s。
[0094] 在20s时节点26负荷因线路L25‑26故障切除而退出运行,导致系统产生160MW的功率盈余量。设置系统功率基准值为40MW。通过步骤S103中的判别式,判断仅切除风电机组时频率变化率与最大频率偏差越限,需切除部分同步机。现有技术为依据最小切机原则,按同步机运行功率由小到大切除同步机,风电机组仍采用综合惯量控制的切机方法。通过比较本发明与现有技术验证本发明方法的有效性。
[0095] 本发明根据风电场调频容量约束,分别在WF3、WF13、WF14、WF23中切除17、26、13、17台风电机组,总切机量为136MW,并在SG8中切除运行功率为10.73MW的同步机。现有技术分别在SG1、SG22、SG27中切除运行功率为63.62MW、50.77MW、26.73MW的同步机。不同方法下的频率如图4所示。如图4所示,负荷退出初期,频率上升。不切机时最大频率偏差为50.62Hz,最大频率变化率为2.18Hz/s,最大频率偏差和频率变化率均越限。在本发明下,最大频率偏差为50.40Hz,切机后最大频率变化率为1.409Hz/s,本发明有效避免了最大频率偏差与频率变化率越限。现有技术作用下,最大频率偏差为50.33Hz,切机后最大频率变化率为1.289Hz/s,避免了最大频率偏差与频率变化率越限。由于现有技术切机量更大,现有技术的最大频率偏差和和频率变化率更小。但是,现有技术比本发明多切除了130.39MW的同步机组。
[0096] 图5(a‑d)为不同切机方法下风电场有功功率。如图5所示,在综合惯量控制下,风电场响应频率上升而逐渐下调有功功率。在本发明下,WF3、WF13、WF14、WF23的有功功率最大降低0.77p.u.、0.79p.u.、0.83p.u.、0.81p.u.。风电机组的功率调节速率越大,相同时间内风电场下调功率越大。在现有技术下,WF3、WF13、WF14、WF23的有功功率最大降低0.18p.u.、0.32p.u.、0.57p.u.、0.60p.u.。本发明将切机对功率调节量的影响降至最低,解决了同步发电机降低风电电力系统抗扰性的问题,从而实现最小切机。
[0097] 图6(a‑d)为不同切机方法下同步机有功功率。如图6所示,在本发明下,SG1、SG8、SG22、SG27的有功功率平稳变化,跟现有技术相比,本发明能够尽可能避免切除同步发电机组,降低了电力系统安全风险。
[0098] 本领域技术人员能够理解,本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0099] 最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述,但本领域的普通技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
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