一种风储联合系统一次调频控制方法、系统、设备及介质与流程

本发明属于电力系统控制领域，具体涉及一种风储联合系统一次调频控制方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、风力发电凭借其成熟的技术、较低的成本，逐步成为新能源发电中最具竞争力、发展最快的新能源发电模式，因而风能的高效利用是实现能源结构转型的重要举措。随着风机容量和风电渗透率的增加，部分具备惯性响应和调频能力的传统机组退出运行，系统频率安全面临挑战。为缓解大规模风电并网后发生类似的事故，国内外电网都要求风电机组具备和传统机组一样的快速响应能力和一次调频能力，以避免系统惯量水平下降，调频能力降低。

2、而风电机组相较于传统的火力发电，它本身并不具备一次调频能力，即使通过释放转子中储备的能量来进行调频也是杯水车薪。这主要是因为风电机组通常运行于最大功率跟踪点，未储备用于调频的有功功率，使得当系统频率出现问题时，风电机组的调频能力不足，因而为解决这个问题，就需要考虑通过减载控制使风电机组留有用于调频的有功功率备用，提高风电机组的调频能力。

3、受风速的影响，风电机组的出力具有明显的波动性和间歇性，当风速变化时，风机的出力就会变化，所具备的调频能力就不一样了。因此，针对风电机组调频能力的不确定，为确保风电场具有稳定、良好的调频性能，考虑到储能具有良好的稳定性和快速的响应能力，进而最优的解决方法就是在风电场内加入储能以解决风电机组调频的不确定性。

4、因此，针对风机-储能联合系统，如何协调控制风储联合系统参与系统调频以实现不同风速情况下的调频目标亟需探究。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种风储联合系统一次调频控制方法、系统、设备及介质，解决了现有的风储联合系统一次调频能力不确定，进而影响风电机组的安全运行。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明提供的一种风储联合系统一次调频控制方法，包括以下步骤：

4、步骤1，采集目标风储联合系统的当前频率，并计算目标风储联合系统当前频率偏差；

5、步骤2，判断目标风储联合系统是否参与电网一次调频；

6、步骤3，获取目标风储联合系统当前风速，根据得到的当前风速确定目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略。

7、优选地，步骤2中，判断目标风储联合系统是否参与电网一次调频，具体方法是：

8、当目标风储联合系统当前频率偏差大于调频死区，则目标风储联合系统参与电网一次调频。

9、优选地，步骤3中，根据得到的当前风速确定目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略，具体方法是，在负荷突增情况下：

10、根据当前风速确定目标风储联合系统所处风况，所述风况包括风机脱网、低风速情况、中风速情况和高风速情况。

11、目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略包括：

12、当目标风储联合系统处于低风速情况下，则目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略为采用超速减载和混合式储能联合调频；

13、当目标风储联合系统处于中风速情况下，则目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略为采用超速控制和变桨控制与混合式储能联合调频；

14、当目标风储联合系统处于高风速情况下，则目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略为采用变桨控制和混合式储能联合调频。

15、优选地，步骤3中，根据得到的当前风速确定目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略，具体方法是，在负荷突减情况下：

16、当目标风储联合系统处于低风速情况下，则目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略为采用基于p i降转速和混合式储能联合调频；

17、当目标风储联合系统处于中风速情况下，则目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略为采用变桨控制与混合式储能联合调频；

18、当目标风储联合系统处于高风速情况下，则目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略为采用混合式储能联合调频。

19、优选地，根据当前风速确定目标风储联合系统所处风况，具体方法是：

20、若当前风速大于等于零，且小于风机切入风速时，则为风机脱网；

21、若当前风速大于等于风机切入风速，且小于风机恰好实现超速减载目标时，发电机转速达到最大转速时的风速时，则为低风速情况；

22、若当前风速大于等于风机恰好实现超速减载目标时，发电机转速达到最大转速时的风速，且小于风机的额定风速时，则为中风速情况；

23、若当前风速大于等于风机的额定风速时，则为高风速情况。

24、优选地，基于p i降转速控制方法具体是：

25、利用实测频率和频率设定值计算频率偏差；

26、将得到的频率偏差输入至p i控制器，输出得到减速降功率控制系数h；

27、将得到的减速降功率控制系数h与减载系数d进行求和，得到实际减速减载值；

28、利用得到的实际减速减载值与实测转速，计算得到风机减速时的转速；

29、利用得到的风机减速时的转速控制风机动作。

30、一种风储联合系统一次调频控制系统，包括：

31、偏差计算单元，用于采集目标风储联合系统的当前频率，并计算目标风储联合系统当前频率偏差；

32、一次调频判断单元，用于判断目标风储联合系统是否参与电网一次调频；

33、控制策略确定单元，用于获取目标风储联合系统当前风速，根据得到的当前风速确定目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略。

34、一种计算机设备，包括：

35、处理器，适用于执行计算机程序；

36、计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，执行所述的优化方法。

37、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的优化方法。

38、一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的优化方法。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

40、本发明提供的一种风储联合系统一次调频控制方法，获取风机当前风速，结合风机和储能系统自身特点，确定风储联合系统参与电网一次调频的控制策略，不仅能加快系统并网初期频率稳定的速度，提高风电并网的稳定性，还可以提高系统全风速情况下的调频性能，使系统负荷突增/突减时系统频率更快地达到稳定值，增强系统的惯性响应能力和一次调频能力，有利于系统的稳定。

41、进一步的，本发明提出的基于p i降转速的控制方法，可根据系统频率偏差实时修正减速减载系数；在调频控制过程中转速只减不增，避免转子频繁动作；当系统频率偏差过大需要切机时，降转速可使风机更快、更平稳地退出运行。

技术特征：

1.一种风储联合系统一次调频控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种风储联合系统一次调频控制方法，其特征在于，步骤2中，判断目标风储联合系统是否参与电网一次调频，具体方法是：

3.根据权利要求1所述的一种风储联合系统一次调频控制方法，其特征在于，步骤3中，根据得到的当前风速确定目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略，具体方法是，在负荷突增情况下：

4.根据权利要求3所述的一种风储联合系统一次调频控制方法，其特征在于，步骤3中，根据得到的当前风速确定目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略，具体方法是，在负荷突减情况下：

5.根据权利要求4所述的一种风储联合系统一次调频控制方法，其特征在于，根据当前风速确定目标风储联合系统所处风况，具体方法是：

6.根据权利要求4所述的一种风储联合系统一次调频控制方法，其特征在于，基于pi降转速控制方法具体是：

7.一种风储联合系统一次调频控制系统，其特征在于，包括：

8.一种计算机设备，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的优化方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的优化方法。

技术总结本发明提供的一种风储联合系统一次调频控制方法、系统、设备及介质，包括以下步骤：步骤1，采集目标风储联合系统的当前频率，并计算目标风储联合系统当前频率偏差；步骤2，判断目标风储联合系统是否参与电网一次调频；步骤3，获取目标风储联合系统当前风速，根据得到的当前风速确定目标风储联合系统参与电网一次调频的控制策略；本发明使系统负荷突增/突减时系统频率更快地达到稳定值，增强系统的惯性响应能力和一次调频能力，有利于系统的稳定。技术研发人员：张晓朝,曹治,张建军,王剑彬,高斌,吴叙锐,孟鹏飞,叶林,王建国,张林,黄泽伟,张鑫,赵勇,倪赫,朱尤省受保护的技术使用者：华能阳江风力发电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29