【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统频率稳定分析，涉及频率二次跌落控制技术，具体涉及一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法。
技术介绍
1、随着风电、光伏发电等可再生能源逐步替代常规同步机组发电，区域电网惯量水平不断降低。双馈风机通过虚拟惯性控制在扰动发生后改变风电机组的输出功率，当系统频率降低时，风机释放转子动能进行短时功率支撑。随着转子的动能逐渐释放，当发电机转速下降到速度的下限时，风电机组退出一次调频并恢复mppt控制进行转速恢复，此时，电磁转矩的大幅下降导致有功功率输出的突然下降从而引起系统频率的二次跌落。因此，有必要开展风电惯量二次跌落控制技术的研究。频率是反映系统稳定性的重要指标，针对频率二次跌落的问题，在当前的研究过程中仍然缺乏高效可靠的控制策略。
2、所以，需要一个新的技术方案来解决这个问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法。
2、技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，包括如下步骤：
3、s1：在电力系统出现扰动时，获取频率偏差δf和频率变化率df/dt以及风机的输入功率p0和转速ωr；
4、s2：判断系统频率是否稳定，若系统满足电网安全稳定运行的要求，则风机运行在最大功率跟踪mppt模式，若不满足则风机采用虚拟惯量控制参与系统调频；
5、s3：判
6、s4：采用基于指数函数的目标功率恢复曲线来减轻对电网频率的二次影响，直至转速恢复；
7、s5：转速恢复后，采用mppt模式来控制机组的输出功率。
8、进一步地，所述步骤s2中风机采用虚拟惯量控制参与系统调频的方法为：
9、双馈风机在采用虚拟惯量控制时的输出功率为：
10、
11、式中，kp和kd是对应的调频参数，δpw是风机的输出功率；
12、此时有功功率的参考值pref满足：
13、pref＝pmppt-δpw。
14、进一步地，根据频率偏差δf和频率变化率df/dt确定调频参数kp和kd。
15、进一步地，所述步骤s4中采用一种基于指数函数渐进趋近的转速恢复方法来进行转速恢复，具体表达如下：
16、恢复期间功率参考值如下所示：
17、pref＝p0-(p0-pmppt)(1-e-kt)
18、式中，p0为惯量响应结束前t1时刻有功，pref为转速恢复阶段功率目标值，k为调节系数，t为时间，恢复起始时刻t＝0。风速具有波动性，风电机组功率或转速不确定能够恢复到初始位置，同时恢复时间也难以预计，可以用“无穷大”时间表征。由上式可知，当t趋于无穷大时，pref＝pmppt，即实现对目标功率的跟踪。k与t具有相同的位置特征，k值的大小影响pref曲线曲率，k值越大，则pref更快趋近pmppt，即与常规控制愈加相近；k值越小，pref趋向pmppt的速度越慢，机械轴系冲击越小，相应的恢复点转速也越低，风速扰动影响风险同样也越大，因此k值不宜过小，其取值范围需考虑的因素如下。
19、进一步地，所述恢复期间功率参考值公式中调节系数k的取值范围的确定包括能量约束和目标功率约束。
20、进一步地，所述能量约束的表达如下：
21、
22、由上式可以看出，受cp和风速v双变量影响，实际难以获得k值的范围，为获得普适性，可以考虑风速变为切入风速以下(认为机械功率输入为0)极端场景，上式可以简化为：
23、
24、进一步地，所述目标功率约束的表达如下：
25、|pref-pmppt|≤ε|p0-pmppt|
26、式中，ε为误差率，具体研究过程中可取为2％。
27、结合能量约束和目标功率约束的表达式并作近似简化，可以得出k值范围：
28、
29、进一步地，所述步骤s5中目标恢复功率pref满足：
30、
31、式中，
32、有益效果：本专利技术与现有技术相比，提供了一种基于指数函数进行转速恢复的抑制频率二次跌落的控制技术，采用指数函数渐进趋近的转速恢复方法，一方面使系统功率迅速下降，以避免转子动能的透支；另一方面，能够确保速度的平稳恢复并减少扭矩影响，抑制系统频率的二次跌落，为大型复杂网络频率稳定性的研究提供技术支撑，助力电网安全稳定运行。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，所述步骤S2中风机采用虚拟惯量控制参与系统调频的方法为：
3.根据权利要求2所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，根据频率偏差Δf和频率变化率df/dt确定调频参数Kp和Kd。
4.根据权利要求2所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，所述步骤S4中采用一种基于指数函数渐进趋近的转速恢复方法来进行转速恢复，具体表达如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，所述恢复期间功率参考值公式中调节系数k的取值范围的确定包括能量约束和目标功率约束。
6.根据权利要求5所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，所述能量约束的表达如下：
7.根据权利要求6所述的一种基
8.根据权利要求7所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，结合能量约束和目标功率约束的表达式并作近似简化，可以得出k值范围：
9.根据权利要求7所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，所述步骤S5中目标恢复功率Pref满足：
...【技术特征摘要】
1.一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，所述步骤s2中风机采用虚拟惯量控制参与系统调频的方法为：
3.根据权利要求2所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，根据频率偏差δf和频率变化率df/dt确定调频参数kp和kd。
4.根据权利要求2所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次跌落控制方法，其特征在于，所述步骤s4中采用一种基于指数函数渐进趋近的转速恢复方法来进行转速恢复，具体表达如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于指数函数进行转速恢复的电力系统频率二次...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕振华，郑明忠，李强，贾勇勇，高磊，张国江，卜强生，张森，汪成根，唐伟佳，邹小明，任必兴，李雅然，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。