1.基于电网惯量削弱责任分担的风电场虚拟惯量补偿控制方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1、检测电网各高压母线节点频率和负荷功率,应用子空间算法辨识各节点惯量Hb,k,计算电网聚合惯量Heq(1),k;进而得到风电场并网惯量削弱量△Heq,k;
步骤2、根据步骤1中得到的风电场并网惯量削弱量△Heq,k,求解出实施SFD惯量控制的风电场虚拟惯量补偿量Hwf,k;计算风电机组实时控制增益Kdf;
步骤3、根据频率变化率检测与阈值判断电力系统频率事故是否发生:当发生时,采取Kdf动态设置方法,对Kav.df(t)进行动态设置;若未发生,则设置Kdf=0。
2.根据权利要求1所述基于电网惯量削弱责任分担的风电场虚拟惯量补偿控制方法,其特征在于:所述步骤1中,风电并网惯量削弱量ΔHeq,k是指风电场k并网导致电网等效惯量减少的值,其大小等于风电场k并网前电网等效惯量减去风电场k并网后电网等效惯量。
3.根据权利要求1或2所述基于电网惯量削弱责任分担的风电场虚拟惯量补偿控制方法,其特征在于:所述步骤1中,当估计出各节点惯量Hb,k之后,利用下式求解Heq(1),k:
式中,b为全网中有电源接入的高压母线节点,其中,b=1,2...B,B为节点总数,Sb,k为节点b下接入的同步电源聚合容量;
风电场k并网引起的电网惯量削弱量ΔHeq,k为:
式中,m为风电场数,n为同步机组的台数;Swf,i为第i个风电场的并网容量;Hsyn,j,Ssyn,j分别是第j台同步机组的惯量、并网容量;Heq(1),k为风电场k并网时电网等效惯量;Heq(0),k为风电场k离网时电网等效惯量;
应用子空间算法辨识各节点惯量Hb,k,将Hb,k代入式(7),计算电网聚合惯量Heq(1),k;进而通过式(5)得到风电场并网惯量削弱量ΔHeq,k。
4.根据权利要求1所述基于电网惯量削弱责任分担的风电场虚拟惯量补偿控制方法,其特征在于:所述步骤2中,风电场k并网引起的电网惯量削弱量ΔHeq,k与风电场k虚拟惯量补偿量Hwf,k的关系为:式中,m为风电场数,n为同步机组的台数;Swf,i为第i个风电场的并网容量;Ssyn,j为第j台同步机组的并网容量;Swf,k为风电场k的并网容量;
风电场k虚拟惯量补偿量Hwf,k与风电机组实时控制增益Kdf之间的关系:式中,Hwf,k为风电场k的等效惯量;ωnom为风电场k中的风电机组额定角频率;ωr0为风电场k中的风电机组转子初始角频率;ωs0为电网初始同步角频率;Tf为风电场k中的风电机组虚拟惯量控制器的滤波时间常数;
2 2
Δ=(KpT/2HDFIG) ‑2KiT/HDFIG为方程s +KpT/(2HDFIG)s+KiT/(2HDFIG)的判别式,其中:HDFIG,,
KpT和KiT分别为风电场k中的风电机组固有惯性时间常数、速度控制器比例系数和速度控制器积分系数;α1,α2,α3为当Δ≥0时式(21)中D(s)=0的三个单根,K1,K2,K3为当Δ≥0时式(21)部分分式的展开系数,其中,式(21)为:α1',α2'±jβ分别为当Δ≤0时式(21)中D(s)=0的一个单根和一对共轭复根,β为α2'±jβ的虚部,θ=∠K2',K1'和K2'为当Δ≤0时式(21)部分分式的展开系数;
风电场并网惯量削弱量ΔHeq,k代入式(16),求解出实施SFD惯量控制的风电场虚拟惯量补偿量Hwf,k,再根据式(25)计算风电机组实时控制增益Kdf。
5.根据权利要求1所述基于电网惯量削弱责任分担的风电场虚拟惯量补偿控制方法,其特征在于:所述步骤3中,Kdf动态设置方法包括如下步骤:
1):在惯性响应动态过程中,Kdf每0.1s周期改变一次,每个设置值为周期内Kdf曲线的积分均值:其中,u=[10×t]/10,w=([10×t]/10)+0.1,符号[]表示取整运算;
2):若Kdf在某t0时刻左右极限趋近于无穷,令t0时刻所在周期的设置值为前1个周期的Kdf积分均值;
3):当连续检测到频率变化率RoCoF≤ε时,ε为设定的精度误差,表明频率响应趋于稳态,设置Kdf=0,惯性响应截止。
6.一种风电机组实时控制增益Kdf动态设置方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1):在惯性响应动态过程中,Kdf每0.1s周期改变一次,每个设置值为周期内Kdf曲线的积分均值:其中,u=[10×t]/10,w=([10×t]/10)+0.1,符号[]表示取整运算;
步骤2):若Kdf在某t0时刻左右极限趋近于无穷,令t0时刻所在周期的设置值为前1个周期的Kdf积分均值;
步骤3):当连续检测到频率变化率RoCoF≤ε时,ε为设定的精度误差,表明频率响应趋于稳态,设置Kdf=0,惯性响应截止。