一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法与流程

技术特征：
1.一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、结合双馈感应风力发电机组，分析dfig定子侧和网侧变流器的无功功率运行范围及其机组不同机端电压下功率运行范围的变化规律，得到dfig系统总的无功调节能力随有功功率变化曲线；s2、确定dfig定子和网侧变流器无功协调控制策略；s3、采用改进遗传控制算法来辨识基于无功差值的有功附加控制器pi参数值，不断修正自变量参数，使目标函数最小。2.根据权利要求1所述的一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：s11、在定子电流最大值i
s.max
的约束下以及在转子侧电流最大值i
r.max
的约束下，分别确定dfig定子侧无功功率q
s
的约束范围；s12、确定网侧变流器无功功率q
g
的约束范围；s13、结合dfig定子侧和网侧变流器无功功率约束范围，得到dfig系统总的无功调节能力随有功功率变化曲线。3.根据权利要求2所述的一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s11中，dfig定子电流i
s
和转子电流i
r
可表示为：上式中，p
s
、q
s
为定子输出有功和无功功率，u
s
为定子侧电压，x
s
和x
m
为机组的定子电抗和励磁电抗，以上均为标幺值；在定子电流最大值i
s.max
的约束下，通过公式(1)得到dfig定子侧无功功率q
s
的约束范围为：在转子侧电流最大值i
r.max
的约束下，通过上式得到dfig定子侧无功功率q
s
的约束范围为：4.根据权利要求3所述的一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s12中，dfig的网侧变流器电流i
g
可表示为：公式中，p
g
、q
g
为网侧变流器输出有功功率和无功功率；网侧变流器无功功率q
g
的约束范围如下：5.根据权利要求4所述的一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下步骤：若系统无功需求q
g
尚未达到机组定子侧无功输出能力的极限值，则系统无功需求q
g
均由机组定子侧提供；若系统无功需求q
g
的值大于机组定子侧无功输出能力极限值，机组定子侧无功输出量按照其极限值q
smax
提供；
若系统无功需求q
g
尚未达到机组定子侧无功输出能力极限值，网侧变流器不动作，即不输出无功功率；系统无功需求q
g
与机组定子侧无功极限值q
smax
做差得到q
g-q
smax
，当该差值小于网侧变流器可发出无功极限值q
gmax
时，此时网侧变流器按照q
g-q
smax
输出无功功率，若该差值大于q
gmax
时，则网侧变流器按照其最大无功极限值q
gmax
输出无功功率。6.根据权利要求5所述的一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下步骤：s31、以公式的最小值作为改进遗传算法的目标函数；式中，积分下限t0为系统无功需求q
g
大于dfig无功极限值q
max
的时刻，积分上限t1为系统无功需求q
g
小于等于机组无功极限值q
max
的时刻；s32、导入风电场实测数据f
r
，对其种群进行初始化；s33、计算种群中自变量pi值的适应度，根据目标函数判断是否达到终止条件，达到条件则得到最优自变量的取值；在遗传操作上，将最优保存法和轮盘法结合使用，通过轮盘赌法选择算子，个体pi值的选择概率和个体pi值的适应度值成正比。7.根据权利要求6所述的一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s33中，采用自适应的交叉率和变异率，当种群趋于收敛时，减小交叉概率p
e
，增大变异概率p
m
，以保持种群的多样性，避免早熟，当种群个体发散时，增大交叉率p
e
，减小变异率p
m
，使得种群趋于收敛，增加算法的收敛速度；其中，把pi值群体中适应度最高的个体不进行交叉变异直接复制到下一代中去。

技术总结
本发明公开了一种提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的方法，包括以下步骤：S1、结合双馈感应风力发电机组，分析DFIG定子侧和网侧变流器的无功功率运行范围及其机组不同机端电压下功率运行范围的变化规律，得到DFIG系统总的无功调节能力随有功功率变化曲线；S2、确定DFIG定子和网侧变流器无功协调控制策略；S3、采用改进遗传控制算法来辨识基于无功差值的有功附加控制器PI参数值，不断修正自变量参数，使目标函数最小。当系统无功需求高于风电机组无功输出极限时，采用基于无功缺额的有功功率附加控制方法，实现在最低减小出力的同时满足系统无功需求，即在保证发电效益的前提下维护电网系统稳定安全运行。维护电网系统稳定安全运行。维护电网系统稳定安全运行。


技术研发人员：李国庆 张国辉 王金宁 李广海
受保护的技术使用者：华能扎赉特旗太阳能光伏发电有限公司科右中旗分公司
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/6/4