申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2023-11-17

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN117559475B

主分类号：H02J3/24

分类号：H02J3/24;H02J3/38;H02J3/46;G06Q50/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明公开了一种基于逐步惯性控制的风电调频最优控制策略，其步骤为：根据传统SIC策略，在风机短时超发阶段和恢复阶段之间引入功率过渡阶段，功率过渡阶段电网频率偏差Δf恒定不变，在此基础之上提出SIOC策略。在上述提出的功率过渡阶段基础上，根据SFR模型，建立同步机出力增量ΔPG与电网频率偏差Δf的传递函数，根据两者之间的传递关系推导出关于ΔPG与时间t的时域表达式，进一步推导出关于风机出力增量ΔPW与t的时域表达式作为风机过渡阶段的控制策略；最后利用光学显微镜算法寻优获得风机逐步惯性最优控制的最大出力增量ΔPup来实现电网频率最低点的进一步提升。所述策略可以降低电网频率受冲击后的风险。

主权项：1.一种基于逐步惯性控制的风电调频最优控制策略，其步骤如下：步骤1、根据传统逐步惯性控制stepwiseinertialcontrol,SIC策略，在风机短时超发阶段和恢复阶段之间引入功率过渡阶段，在此基础上提出逐步惯性最优控制stepwiseinertialoptimalcontrol,SIOC策略，其具体过程如下：步骤11、风机一开始正常工作在最大功率点跟踪点maximumpowerpointtracking,MPPT模式下的A点，输出的电磁功率Pw0等于风机捕获的机械功率Pm0，转子转速为ω0，输出功率Pw＝Pw0；T0时刻，系统突然出现功率不平衡，导致频率下降，风机检测到频率下降超过死区限值，随即切换到调频模式，立即增加输出功率ΔPup，输出功率Pw＝Pw0+ΔPup，输出功率从A点提升到B点，风机进入短时超发阶段；步骤12、在短时超发阶段，风机的输出功率在一段时间ΔPup内保持不变，输出功率一直为Pw0+ΔPup，从B点持续到C点；此阶段风机输出的电磁功率大于机械功率，转子减速释放动能；步骤13、Toff时刻，系统频率降低至最低点，频率变化率此时为零，转子转速为ωoff，短时超发阶段结束，风机瞬时进入功率过渡阶段，风机输出功率缓慢下降，风机输出功率由推导的ΔPW与t的时域表达式控制调节；经过ΔTb后，风机输出功率小于机械功率，输出功率由C点缓降至D点，转子转速降低至最低值ωrec，风机转速开始恢复；步骤14、风机转速恢复阶段输出功率仍由推导的ΔPW与t的时域表达式控制调节；风机电磁功率小于机械功率，转子转速逐渐提升，经过ΔTr时间到Tmppt时刻，输出功率与MPPT曲线相交时切换到MPPT模式；在Tend时刻转子转速恢复到ω0，风机输出的电磁功率也将随着转子转速的上升恢复至Pw0，输出功率由D点缓降至E点，再沿MPPT轨迹回到A点；步骤2、在步骤1提出的功率过渡阶段基础上，根据系统频率响应systemfrequencyresponse,SFR模型，建立同步机出力增量ΔPG与电网频率偏差Δf的传递函数，根据两者之间的传递关系推导出关于ΔPG与时间t的时域表达式，进一步推导出关于风机出力增量ΔPW与t的时域表达式作为风机过渡阶段的控制策略，其所述的ΔPG和ΔPW关于t的推导具体过程如下：步骤21、根据SFR模型建立ΔPG与Δf的传递函数： 式中，Km是机械功率增益系数，FH为等值高压涡轮机产生的总功率的百分比，TR为等值再热时间常数，R为调速器的调节系数；步骤22、通过拉普拉斯变化，公式1可以展开并反变换为： 步骤23、公式2在电网频率最低点fnadir时刻可进一步简化为： 步骤24、根据常数变易法，公式3可以进一步推导为： 其中，阶跃负荷扰动下系统频率达到最低点的时间tnadir＝Toff，C为常数，e为自然常数；tnadir的取值与SFR模型参数有关，如下式所示： 式中，HS为等值惯性时间常数、DS等值阻尼系数、R为调速器调节系数；K1、K2、K3均为常数，与HS、DS、R、Km、FH、TR取值有关；步骤25、根据SFR模型建立ΔP和Δf的传递函数：ΔP＝2HSs+DS·Δf6式中，s为微分算子，ΔP为风机并网总的输入功率；进一步推导为时域表达式为： 式中，为频率偏差Δf对于时间t的微分；公式7由可进一步简化为：ΔP＝DS·Δf8根据风机并网总的输入功率为风电机组和同步机组的功率输出之和减去负荷扰动功率值ΔPL：ΔP＝ΔPG+ΔPW-ΔPL9根据公式8和公式9可得：ΔPG+ΔPW-ΔPL-DS·Δf＝010进一步根据4和10式可以推导出恢复阶段风机出力增量ΔPW与t的时域表达式： 调频各阶段风机具体输出功率如下： 步骤3、利用光学显微镜算法OpticalMicroscopeAlgorithm,OMA寻优获得风机逐步惯性最优控制的最大出力增量ΔPup。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京理工大学 一种基于逐步惯性控制的风电调频最优控制策略

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD