本發(fā)明風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電一次調(diào)頻功能的技術(shù)方法。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組基本均不具備一次調(diào)頻功能，對于集中式并網(wǎng)發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電場也沒有一次調(diào)頻能力。從目前國內(nèi)公開的技術(shù)資料來看，風(fēng)力發(fā)電一次調(diào)頻功能的實現(xiàn)方法基本有兩種：一種是通過風(fēng)電機(jī)組及其控制系統(tǒng)的技術(shù)改造，使得風(fēng)電機(jī)組具備一次調(diào)頻功能。改造對象重點在于風(fēng)電機(jī)組，實現(xiàn)一次調(diào)頻的控制量也主要是風(fēng)電場內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組的有功功率。該控制技術(shù)上尚處于科研、試驗階段，多尚未投入實際應(yīng)用。另一種方法是通過在風(fēng)電場增設(shè)虛擬同步機(jī)以及儲能設(shè)備實現(xiàn)風(fēng)電場一次調(diào)頻功能。兩種方法，其技術(shù)難度和所需費用都很高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于風(fēng)電場功率控制的風(fēng)力發(fā)電一次調(diào)頻功能實現(xiàn)方法，以解決上述技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于風(fēng)電場功率控制的風(fēng)力發(fā)電一次調(diào)頻功能實現(xiàn)方法，其特征在于，包括：在并網(wǎng)運行集中接入的風(fēng)電場的有功功率控制裝置中，增加風(fēng)電場功率的下垂頻率調(diào)節(jié)控制策略；并實時監(jiān)測并網(wǎng)運行集中接入的風(fēng)電場頻率f，當(dāng)電網(wǎng)頻率f超過設(shè)定的一次調(diào)頻死區(qū)后根據(jù)控制策略計算一次調(diào)頻動作后風(fēng)電場功率給定目標(biāo)值p1，有功功率控制裝置將新的功率給定目標(biāo)值p1重新分配至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)指令調(diào)節(jié)各自出力，實現(xiàn)風(fēng)電場整體的一次調(diào)頻功能。

進(jìn)一步的，一次調(diào)頻動作后風(fēng)電場功率給定目標(biāo)值p1的確定方法具體為：

(1)當(dāng)50+db-≤f≤50+db+時，p1＝pc；

(2)當(dāng)fmin≤f＜50+db-時，

(3)當(dāng)50+db+＜f≤fmax時，

(4)當(dāng)f＜fmin時，

(5)當(dāng)f＞fmax時，

式中：f—電網(wǎng)頻率；fmax—一次調(diào)頻頻率最大值；fmin—一次調(diào)頻頻率最小值；

db+—一次調(diào)頻正向死區(qū)；db-—一次調(diào)頻負(fù)向死區(qū)；ep—調(diào)差率；

p1—一次調(diào)頻動作后風(fēng)電場功率目標(biāo)值；pc——agc設(shè)定值或一次調(diào)頻前實發(fā)功率；pe—風(fēng)電場額定功率。

進(jìn)一步的，有功功率控制裝置為agc調(diào)節(jié)裝置或者能量管理平臺。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明針對目前并網(wǎng)運行風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場基本均不具備一次調(diào)頻功能的狀況，通過在風(fēng)電場agc控制裝置或風(fēng)電場其他有功功率控制平臺上，增加風(fēng)電場功率的下垂頻率調(diào)節(jié)控制策略，(下垂控制調(diào)頻效果等同于同步發(fā)電機(jī)依靠調(diào)速器作用的一次調(diào)頻，即成比例的有差調(diào)節(jié))，實現(xiàn)風(fēng)電場的一次調(diào)頻功能。本發(fā)明不要求風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組具備一次調(diào)頻能力，無需對已投入運行的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造，也無需另外增加控制設(shè)備，即可實現(xiàn)整個風(fēng)電場的一次調(diào)頻功能。與針對風(fēng)電機(jī)組逐個進(jìn)行技術(shù)改造，實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場一次調(diào)頻功能的方法相比，工作量、技術(shù)難度、所需費用均大大降低。雖然一次調(diào)頻調(diào)節(jié)能力、調(diào)節(jié)品質(zhì)有可能不及后者，但通過相關(guān)技術(shù)改進(jìn)，本發(fā)明方法實現(xiàn)的風(fēng)電場一次調(diào)頻功能仍可以滿足電網(wǎng)對于一次調(diào)頻性能的基本需要。

本發(fā)明不必要求風(fēng)電場內(nèi)的單臺風(fēng)電機(jī)組具備一次調(diào)頻能力，直接通過風(fēng)電場功率控制的手段，使得整個風(fēng)電場具備類似同步發(fā)電機(jī)依靠調(diào)速器作用產(chǎn)生的一次調(diào)頻效果。

附圖說明

圖1為風(fēng)電一次調(diào)頻下垂頻率調(diào)節(jié)控制圖；

圖2為典型風(fēng)電場功率調(diào)節(jié)控制方式一示意圖；

圖3為典型風(fēng)電場功率調(diào)節(jié)控制方式二示意圖；

圖4為風(fēng)電場一次調(diào)頻調(diào)節(jié)過程示意圖。

具體實施方式

目前，并網(wǎng)運行集中接入的風(fēng)電場，基本均配備有agc調(diào)節(jié)裝置或類似的有功功率控制裝置，具備按照調(diào)度有功功率指令值進(jìn)行agc調(diào)節(jié)的能力。

在此類有功功率控制裝置中，通過增加風(fēng)電場功率的下垂頻率調(diào)節(jié)控制策略，(下垂控制調(diào)頻效果等同于同步發(fā)電機(jī)依靠調(diào)速器作用的一次調(diào)頻，即成比例的有差調(diào)節(jié))，實現(xiàn)風(fēng)電場的一次調(diào)頻功能。

本發(fā)明一種基于風(fēng)電場功率控制的風(fēng)力發(fā)電一次調(diào)頻功能實現(xiàn)方法，包括：在并網(wǎng)運行集中接入的風(fēng)電場的有功功率控制裝置中，增加風(fēng)電場功率的下垂頻率調(diào)節(jié)控制策略；并實時監(jiān)測并網(wǎng)運行集中接入的風(fēng)電場頻率f，當(dāng)電網(wǎng)頻率f超過設(shè)定的一次調(diào)頻死區(qū)后根據(jù)控制策略計算一次調(diào)頻動作后風(fēng)電場功率給定目標(biāo)值p1，有功功率控制裝置將新的功率目標(biāo)值重新分配至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)指令調(diào)節(jié)各自出力，實現(xiàn)風(fēng)電場整體的一次調(diào)頻功能。

一次調(diào)頻動作后風(fēng)電場功率給定目標(biāo)值p1的確定：

(1)當(dāng)50+db-≤f≤50+db+，風(fēng)電場agc或有功控制裝置功率目標(biāo)值p1＝pc；

(2)當(dāng)fmin≤f＜50+db-，風(fēng)電場agc或有功控制裝置功率目標(biāo)值

(3)當(dāng)50+db+＜f≤fmax，風(fēng)電場agc或有功控制裝置功率目標(biāo)值

(4)當(dāng)f＜fmin，風(fēng)電場agc或有功控制裝置功率目標(biāo)值

(5)當(dāng)f＞fmax，風(fēng)電場agc或有功控制裝置功率目標(biāo)值

式中：f—電網(wǎng)頻率；fmax—一次調(diào)頻頻率最大值；fmin—一次調(diào)頻頻率最小值；

db+—一次調(diào)頻正向死區(qū)；db-—一次調(diào)頻負(fù)向死區(qū)；ep—調(diào)差率；

p1—一次調(diào)頻動作后風(fēng)電場功率目標(biāo)值；pc——agc設(shè)定值或一次調(diào)頻前實發(fā)功率；pe—風(fēng)電場額定功率。(上述fmax、fmin、db+、db-、ep等一次調(diào)頻相關(guān)參數(shù)值根據(jù)所在地區(qū)電力管理部門要求設(shè)定)。

本發(fā)明將風(fēng)電場一次調(diào)頻頻率下垂控制策略增加到場站agc控制系統(tǒng)或者能量管理平臺(或其它有功控制系統(tǒng))上，當(dāng)電網(wǎng)頻率超過設(shè)定的一次調(diào)頻死區(qū)后根據(jù)控制策略計算一次調(diào)頻動作后風(fēng)電場功率給定目標(biāo)值p1，能量管理平臺(或其它有功控制系統(tǒng))將新的功率目標(biāo)值重新分配至各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)指令調(diào)節(jié)各自出力，實現(xiàn)風(fēng)電場整體的一次調(diào)頻功能。圖4為輸入階躍變化的頻率擾動信號，風(fēng)電場功率目標(biāo)功率p1以及風(fēng)電場功率調(diào)節(jié)示意圖。