恭喜东莞市恒安电气维护有限公司李世春获国家专利权
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龙图腾网恭喜东莞市恒安电气维护有限公司申请的专利基于频率安全约束-惯量削弱分摊的风电场惯量补偿控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115333088B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211001203.3,技术领域涉及:H02J3/00;该发明授权基于频率安全约束-惯量削弱分摊的风电场惯量补偿控制方法是由李世春;柴俊杰;张鹏宇;申骜;薛臻瑶设计研发完成,并于2022-08-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于频率安全约束-惯量削弱分摊的风电场惯量补偿控制方法在说明书摘要公布了:基于频率安全约束‑惯量削弱分摊的风电场惯量补偿控制方法,首先根据电网频率安全约束指标求解维持频率动态稳定的电网临界惯量Hmin,并结合电网实际惯量得到电网惯量补偿目标量ΔH。然后依据惯量削弱责任分担思想对风电场虚拟惯量进行协调分配,得到各风电场风机虚拟惯量目标值Hwf、Hequ;再根据风机虚拟惯量目标来动态设置控制参数Kdf,执行虚拟惯量补偿控制策略。采用本发明所提方法,使各风电场虚拟惯量补偿目标得到最公平的分配,通过执行风电场虚拟惯量补偿控制策略,可有效保证电网频率的安全稳定。
本发明授权基于频率安全约束-惯量削弱分摊的风电场惯量补偿控制方法在权利要求书中公布了:1.基于频率安全约束-惯量削弱分摊的风电场惯量补偿控制方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1、根据发电计划及风电预测信息计算一天中各时段电网惯量H1;步骤2、根据最大频率偏差约束和最大频率变化率约束求解临界惯量Hmin;步骤3、根据各时段惯量H和临界惯量Hmin,筛查一天中不满足临界惯量的时段,并计算该时间段内的电网惯量补偿目标ΔH;步骤4、将各风电场并网导致的电网惯量削弱量作为风电场虚拟惯量的分配依据,根据电网惯量补偿目标ΔH和临界惯量Hmin,得到各风电场虚拟惯量补偿目标Hwf和各风机虚拟惯量补偿目标值Hequ;步骤5、根据求得的各风机虚拟惯量补偿目标值Hequ,kj,通过实时调整控制参数Kdf,kj,执行风电场虚拟惯量补偿控制策略,即可响应虚拟惯量补偿目标Hequ,kj;所述风电场虚拟惯量补偿控制策略,具体如下:风机虚拟惯量为: 式26中,JDFIG,ωr0,Δωr分别表示为双馈风机固有转动惯量、转子初始角速度和转子角速度增量;Δωs表示系统同步角频率增量;ωnom为风机额定角频率;HDFIG=ω2nomJDFIG2P2SN为风机固有惯性时间常数;结合式26得Hequ的传递函数为: 式27中,Kdf,Tf,KpT,KiT分别为虚拟惯性控制器的滤波时间常数、惯性控制增益、速度控制器的比例系数和积分系数;对式27进行拉普拉斯反变换,可得Hequ时域表达式为: 由式28可知,决定Hequt的参数是控制增益Kdf和风机转子初始角频率ωr0;因此,在惯性响应阶段,各风机可根据实时风速及对应角频率ωr0,通过设置Kdf的大小使风机的虚拟惯量控制为Hequ;若要模拟出式25对应的虚拟惯量Hequ,kj,在执行风机虚拟惯量控制时,则应根据分配到各个风机的补偿目标Hequ,kj反过来确定对应的控制参数Kdf,kj;那么,通过对式28进行变换,得到任一风电场k中第j台风机的控制增益Kdf,kj表达式: 由式29知方程s2+KpT2HDFIGs+KiT2HDFIG的判别式Δ=KpT2HDFIG2-2KiTHDFIG,以下根据Δ的正负分两种情况讨论:1当Δ≥0时: 式30中,α1,α2,α3为三个单根,K1,K2,K3为式29部分分式的展开系数;2当Δ≤0时: 式31中,α1',α2'±jβ分别为一个单根和一对共轭复根;θ=∠K2';K1'和K2'为式29部分分式的展开系数;根据式30、31可得控制参数Kdf,kj表达式为: 综上,当系统发生大扰动时,在惯性响应阶段,各风机根据风电场实时风速和风机惯量补偿目标与虚拟惯性控制增益之间的关系,通过实时调整控制参数Kdf,kj,即可响应虚拟惯量补偿目标Hequ,kj,使风电场虚拟惯量维持在恒定水平。
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