一种混合风电场的控制方法及相关设备与流程

本技术涉及电力，尤其涉及一种混合风电场的控制方法及相关设备。

背景技术：

1、随着风电等新能源接入比例不断提高，电力系统中传统同步机组容量占比下降，系统等效惯量和一次调频能力随之减弱。当系统发生负荷突增、功率缺额或风电功率波动时，系统频率可能出现频率变化率增大、频率最低点降低以及稳态频率偏差增大等问题。

2、跟网型双馈风机通常以电网电压和频率为参考，通过变流器向电网注入受控电流，其频率支撑能力主要依赖频率测量和附加功率控制。构网型双馈风机能够表现出电压源特性，通过虚拟惯量、虚拟阻尼和一次调频控制主动参与频率支撑。含跟网型双馈风机和构网型双馈风机的混合双馈风电场可以兼顾现有跟网型机组利用和构网型机组支撑能力，因此逐渐成为高比例新能源系统的重要形态。

3、现有技术已经能够建立混合风电场的频率响应模型，并通过优化算法求取构网型风机和跟网型风机的调频参数，从而改善系统频率响应。但是，单纯依赖优化算法通常只能得到一组优化参数，难以判断频率指标恶化的主导原因，也难以区分当前系统是最大频率变化率受限、频率响应稳态偏差受限、最大频率偏差受限还是多个指标同时受限。

4、进一步地，构网型双馈风机比例提高并不必然使所有频率指标同步改善。最大频率变化率主要与总风电容量比例及同步机组等效惯量相关；频率响应稳态偏差受跟网型双馈风机容量比例、构网型双馈风机容量比例、跟网型下垂系数以及构网型一次调频系数耦合影响；最大频率偏差还受到构网型双馈风机容量比例、虚拟惯量时间常数和虚拟阻尼系数影响。因此，如果不基于机理关系区分不同频率受限类型，而是盲目增加构网型双馈风机比例或者统一采用全局优化参数，使某一频率指标改善的同时另一频率指标恶化，导致混合风电场的控制精度低。

技术实现思路

1、本技术提供了一种混合风电场的控制方法及相关设备，可以解决混合风电场的控制精度低的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种混合风电场的控制方法，包括：

3、获取目标混合风电场的运行参数；运行参数包括总风电容量比例、构网型双馈风机一次调频系数、跟网型双馈风机下垂系数；

4、基于运行参数计算目标混合风电场的多个频率参数，并计算每个频率参数的越限裕度；越限裕度用于描述频率参数偏离预设限值的程度；

5、根据所有越限裕度，从多个频率受限类型中确定目标混合风电场的最终频率受限类型；

6、根据目标频率受限类型，基于运行参数对目标混合风电场的控制参数进行整定，得到最终控制参数；

7、利用最终控制参数对目标混合风电场进行控制。

8、可选的，多个频率参数包括最大频率变化率、频率响应稳态偏差和最大频率偏差；

9、基于运行参数计算目标混合风电场的多个频率参数，包括：

10、基于运行参数构建目标混合风电场的系统频率响应传递函数；

11、根据系统频率响应传递函数计算最大频率变化率、频率响应稳态偏差和最大频率偏差。

12、可选的，计算每个频率参数的越限裕度，包括：

13、通过公式：

14、

15、计算最大频率变化率的越限裕度；

16、其中，表示最大频率变化率限值，表示最大频率变化率；

17、通过公式：

18、

19、计算频率响应稳态偏差的越限裕度；

20、其中，表示频率响应稳态偏差限值，表示频率响应稳态偏差；

21、通过公式：

22、

23、计算最大频率偏差的越限裕度；

24、其中，表示最大频率偏差限值，表示最大频率偏差。

25、可选的，多个频率受限类型包括最大频率变化率受限型、频率响应稳态偏差受限型、最大频率偏差受限型、复合受限型；

26、根据所有越限裕度，从多个频率受限类型中确定目标混合风电场的最终频率受限类型，包括：

27、当、且时，目标混合风电场的最终频率受限类型为最大频率变化率受限型；

28、当、且时，目标混合风电场的最终频率受限类型为频率响应稳态偏差受限型；

29、当、且时，目标混合风电场的最终频率受限类型为最大频率偏差受限型；

30、当、、中至少两个小于0时，目标混合风电场的最终频率受限类型为复合受限型。

31、可选的，根据目标频率受限类型，基于运行参数对目标混合风电场的控制参数进行整定，得到最终控制参数，包括：

32、根据目标频率受限类型定义对应的参数整定策略，基于参数整定策略和运行参数对目标混合风电场的控制参数进行整定，得到最终控制参数。

33、可选的，当目标频率受限类型为最大频率变化率受限型时，控制参数包括风电出力占比、风电备用容量、同步机组开机容量，参数整定策略为：

34、基于运行参数计算总风电容量比例上限值；

35、判断目标混合风电场的总风电容量比例是否大于等于总风电容量比例上限值；

36、若是，则按照预设上升梯度对风电出力占比、风电备用容量进行参数整定，并按照预设下降梯度对同步机组开机容量进行参数整定。

37、可选的，当目标频率受限类型为频率响应稳态偏差受限型时，控制参数包括跟网型双馈风机容量比例、构网型双馈风机容量比例、构网型双馈风机一次调频系数、跟网型双馈风机下垂系数中的至少一者，参数整定策略为：

38、若构网型双馈风机一次调频系数大于跟网型双馈风机下垂系数，则按照预设上升梯度对构网型双馈风机容量比例进行参数整定；

39、若构网型双馈风机一次调频系数小于跟网型双馈风机下垂系数，则按照预设上升梯度对跟网型双馈风机容量比例进行参数整定；

40、若构网型双馈风机一次调频系数等于跟网型双馈风机下垂系数，则对构网型双馈风机一次调频系数、跟网型双馈风机下垂系数进行联合整定。

41、可选的，当目标频率受限类型为最大频率偏差受限型时，控制参数为构网型双馈风机容量比例、构网型双馈风机虚拟惯量时间常数、构网型双馈风机虚拟阻尼系数、跟网型双馈风机下垂系数、跟网型双馈风机惯性系数和构网型双馈风机一次调频系数中的一者，参数整定策略为：

42、分别计算构网型双馈风机容量比例、构网型双馈风机虚拟惯量时间常数、构网型双馈风机虚拟阻尼系数、跟网型双馈风机下垂系数、跟网型双馈风机惯性系数、构网型双馈风机一次调频系数的灵敏度；

43、将灵敏度最大的参数作为控制参数，并对控制参数进行参数整定。

44、第二方面，本技术实施例提供了一种混合风电场的控制装置，包括：

45、获取模块，用于获取目标混合风电场的运行参数；运行参数包括总风电容量比例、构网型双馈风机一次调频系数、跟网型双馈风机下垂系数；

46、计算模块，用于基于运行参数计算目标混合风电场的多个频率参数，并计算每个频率参数的越限裕度；越限裕度用于描述频率参数偏离预设限值的程度；

47、确定模块，用于根据所有越限裕度，从多个频率受限类型中确定目标混合风电场的最终频率受限类型；

48、整定模块，用于根据目标频率受限类型，基于运行参数对目标混合风电场的控制参数进行整定，得到最终控制参数；

49、控制模块，用于利用最终控制参数对目标混合风电场进行控制。

50、第三方面，本技术实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行上述计算机程序时实现上述的混合风电场的控制方法。

51、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的混合风电场的控制方法。

52、本技术的上述方案有如下的有益效果：

53、在本技术的实施例中，通过获取目标混合风电场的运行参数，然后基于运行参数计算目标混合风电场的多个频率参数，并计算每个频率参数的越限裕度，再根据所有越限裕度，从多个频率受限类型中确定目标混合风电场的最终频率受限类型，然后根据目标频率受限类型，基于运行参数对目标混合风电场的控制参数进行整定，得到最终控制参数，最后利用最终控制参数对目标混合风电场进行控制。其中，计算越限裕度反映了目标混合风电场的频率偏离状况，根据越限裕度确定出的最终频率受限类型进行控制参数整定，辨别频率响应指标的偏离状况，并实现针对不同频率受限场景执行相应的参数整定，提高控制参数的准确性和合理性，进而提高混合风电场的控制精度。

54、本技术的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。