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申请/专利权人：国网福建省电力有限公司;国网福建省电力有限公司经济技术研究院

摘要：本发明公开了基于频率安全升降时间的风机虚拟惯量计算方法与终端，建立风电并网系统的频率升降时间计算模型，并根据系统安全频率阈值计算频率安全升降时间；根据虚拟惯量定义、所述频率安全升降时间以及所述频率安全升降时间内风机的转速变化量，计算出风机在频率安全升降时间内的虚拟惯量大小；本发明在系统发生负荷扰动而导致频率变化时，通过建立风机并网系统的频率升降时间计算模型，计算出系统频率响应过程中频率安全升降时间，并根据频率安全升降时间内风机转速的变化量，计算出风机虚拟惯量大小，对风机虚拟惯量的大小实现量化计算，能够得到风机在进行惯性响应时的准确出力。

主权项：1.基于频率安全升降时间的风机虚拟惯量计算方法，其特征在于，包括步骤：S1、建立风电并网系统的频率升降时间计算模型，并根据系统安全频率阈值计算频率安全升降时间；所述步骤S1中所述频率升降时间计算模型具体为：在系统出现负荷扰动时，系统中的发电机响应负荷变化，考虑负荷响应以及发电机的惯性响应和一次调频，系统频率变化可表示为： 系统频率响应动态方程为： 风机的输出功率取决于风速，在风速无波动的情况下，风机输出功率无变化，因此不考虑风电机组的功率变化，将所述系统频率响应动态方程整理化简可得频率偏差Δf与时间t的关系式： 其中，KS为系统功率调节系数，KS＝KG+KL，假设在t＝0时刻系统出现负荷扰动，则初始条件为： 则Δf的解析解为： 式中： 其中，Tsys为系统惯性时间常数单位s，Δft为系统频率升降过程中的频率偏差，KG为发电机一次调频功率调节系数，KG＝1R，R为发电机调差系数，KL为系统负荷调节系数，KW为风电机组功率调节系数，Tg为发电机一次调频响应系数，ΔPd为系统等效负荷扰动，ΔPL为负荷功率调节量，ΔPG为发电机机械功率变化量，ΔPW为风机功率变化量，ΔP0为系统初始负荷扰动；所述根据系统安全频率阈值计算频率安全升降时间具体为：将所述系统安全频率阈值代入Δf，计算得到频率安全升降时间；S2、根据虚拟惯量定义、所述频率安全升降时间以及所述频率安全升降时间内风机的转速变化量，计算出风机在频率安全升降时间内的虚拟惯量大小；所述步骤S2具体为：根据虚拟惯量定义、所述频率安全升降时间以及所述频率安全升降时间内风机的转速变化量，风机的虚拟惯量的计算具体为: 其中，ts为频率安全升降时间，v为t0时刻风速，JW为风机固有转动惯量，ωrv为风机t0时刻转速，Δωe为频率升降至安全阈值时系统同步转速变化量，ωe为系统同步转速，Δωrts为频率安全升降时间内风机转速的变化量，vmin、vωs、vn、vmax分别表示切入风速、恒转速区风速下限、额定风速、切出风速，λopt为叶尖速比，R为风轮半径，v为t0时刻风速，ωrv表示t0时刻风机转速，ts表示频率安全升降时间，ωrts为风机在ts时刻对应的实时转速，ωmax为风机并网最高转速；S3、根据所述虚拟惯量计算风机的虚拟惯性时间常数： 其中，EKW为风机转子动能，SW为风机容量，p为风力发电机极对数，ωe为系统中同步机的转速。

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