本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組快速調(diào)頻控制方法。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量越來越大，風(fēng)電在電力系統(tǒng)中占據(jù)的地位越來越重要，風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻也成為熱點(diǎn)問題。

目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組調(diào)頻方案還有很多局限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)相比，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過電力電子裝置并網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)表現(xiàn)出無慣性或弱慣性，基本不響應(yīng)電網(wǎng)的變化，當(dāng)系統(tǒng)功率變化不平衡時(shí)，容易引起較大的頻率變化率和頻率偏移量，不利于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面，目前國內(nèi)的風(fēng)電場大多處在限發(fā)功率的狀態(tài)，風(fēng)電場的備用容量也是一個(gè)很大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間過長的問題，提供了一種安全可靠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組快速調(diào)頻控制方法，可以滿足電網(wǎng)快速調(diào)頻要求，響應(yīng)時(shí)間短，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組快速調(diào)頻控制方法，需先配置有：

信號(hào)測量單元，用于采集電網(wǎng)參數(shù)，包括實(shí)時(shí)電壓、實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)頻率信號(hào)；

數(shù)據(jù)處理單元，用于實(shí)時(shí)接收信號(hào)測量單元的數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、修正；

頻率控制單元，用于實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)并依據(jù)頻率偏移是否越過頻率死區(qū)及頻率變化率是否超限指標(biāo)發(fā)出一次調(diào)頻指令；

所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組快速調(diào)頻控制方法，包括以下步驟：

步驟1：啟動(dòng)所述信號(hào)測量單元；

步驟2：所述信號(hào)測量單元記錄電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f0，周期為t，初相角其中，當(dāng)電網(wǎng)頻率為50hz時(shí)，t＝0.02s；當(dāng)電網(wǎng)頻率為60hz時(shí)，

步驟3：所述信號(hào)測量單元測量步長間隔為t的數(shù)據(jù)，每次測量經(jīng)延遲tp后，輸出測量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)電壓、相角、電流、頻率；其中，tp為毫秒級(jí)別，以滿足快速頻率響應(yīng)需求；

步驟4：經(jīng)延遲ty后，所述數(shù)據(jù)處理單元接收信號(hào)測量單元發(fā)出的數(shù)據(jù)；

步驟5：所述數(shù)據(jù)處理單元判定接收信號(hào)測量單元發(fā)出的數(shù)據(jù)是否有效，是否出現(xiàn)丟包；如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)無效或丟包情況，則返回步驟4，重新接收數(shù)據(jù)；

步驟6：所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)接收到的信號(hào)測量單元的數(shù)據(jù)，主要是間隔步長t時(shí)對(duì)應(yīng)的相位并計(jì)算相位為時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率fn，計(jì)算公式為：式中，fn-1是相位為時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率；

步驟7：所述頻率控制單元根據(jù)步驟6求取的結(jié)果判斷頻率是否越過頻率死區(qū)，如果越過頻率死區(qū)，則發(fā)出一次調(diào)頻指令，如果沒有，則返回步驟3。

所述信號(hào)測量單元安裝在風(fēng)電場的110kv/220kv升壓站側(cè)，該信號(hào)測量單元符合所有通訊規(guī)約，能夠與風(fēng)電場以及調(diào)度端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述數(shù)據(jù)處理單元安裝在風(fēng)電場側(cè)，并與風(fēng)電場和信號(hào)測量單元、頻率控制單元之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，符合風(fēng)電場的通信規(guī)約。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

在風(fēng)電場現(xiàn)有設(shè)備前提下，硬件上僅在110kv/220kv升壓站增加一臺(tái)信號(hào)測量單元，就可快速對(duì)風(fēng)電場頻率進(jìn)行調(diào)試，響應(yīng)時(shí)間很短，可以滿足電網(wǎng)快速調(diào)頻要求，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖。

圖2為電壓波形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本實(shí)施例所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組快速調(diào)頻控制方法，首先，需配置有：

信號(hào)測量單元，用于采集電網(wǎng)參數(shù)，包括實(shí)時(shí)電壓、實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)頻率信號(hào)；

數(shù)據(jù)處理單元，用于實(shí)時(shí)接收信號(hào)測量單元的數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、修正；

頻率控制單元，用于實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)并依據(jù)頻率偏移是否越過頻率死區(qū)及頻率變化率是否超限指標(biāo)發(fā)出一次調(diào)頻指令；

其中，所述信號(hào)測量單元安裝在風(fēng)電場的110kv/220kv升壓站側(cè)，該信號(hào)測量單元符合所有通訊規(guī)約，能夠與風(fēng)電場以及調(diào)度端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，設(shè)定信號(hào)測量單元檢測數(shù)據(jù)輸出頻率50次/秒(輸出頻率可以自由設(shè)定，電網(wǎng)頻率為60hz時(shí)，推薦信號(hào)測量單元數(shù)據(jù)輸出頻率為60次/秒)；所述數(shù)據(jù)處理單元安裝在風(fēng)電場側(cè)，并與風(fēng)電場和信號(hào)測量單元、頻率控制單元之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，符合風(fēng)電場的通信規(guī)約。

參見圖1所示，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組快速調(diào)頻控制方法，包括以下步驟：

步驟1：啟動(dòng)所述信號(hào)測量單元。

步驟2：所述信號(hào)測量單元記錄電網(wǎng)基準(zhǔn)頻率f0，周期為t，初相角其中，當(dāng)電網(wǎng)頻率為50hz時(shí)，t＝0.02s；當(dāng)電網(wǎng)頻率為60hz時(shí)，

步驟3：所述信號(hào)測量單元測量步長間隔為t的數(shù)據(jù)，每次測量經(jīng)延遲tp后，輸出測量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)電壓、相角、電流、頻率；其中，tp為毫秒級(jí)別，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件，信號(hào)測量單元雖具有輸出測量頻率的功能，但延時(shí)通常為秒級(jí)，滿足不了快速頻率響應(yīng)需求。

步驟4：經(jīng)延遲ty后，所述數(shù)據(jù)處理單元接收信號(hào)測量單元發(fā)出的數(shù)據(jù)。

步驟5：所述數(shù)據(jù)處理單元判定接收信號(hào)測量單元發(fā)出的數(shù)據(jù)是否有效，是否出現(xiàn)丟包等；如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)無效或丟包情況，則返回步驟4，重新接收數(shù)據(jù)。

步驟6：所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)接收到的信號(hào)測量單元的數(shù)據(jù)，主要是相位計(jì)算相位為時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率fn，計(jì)算公式為：式中，fn-1是相位為時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率；其中，所述計(jì)算公式的推導(dǎo)過程如下：

參見圖2所示，橫軸為時(shí)間t，縱軸為電壓u，圖中為電壓的兩個(gè)周期，t＝t2-t1，頻率為t1時(shí)對(duì)應(yīng)的相角為t’＝t3-t2，t3時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓相角為

如果t＝t'，則一個(gè)周期內(nèi)相角旋轉(zhuǎn)角度為2π，如果t'≠t，則在t時(shí)間內(nèi)電壓旋轉(zhuǎn)角度為

則旋轉(zhuǎn)2π角度的時(shí)間

即

因此，可根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，快速計(jì)算出頻率值。

步驟7：所述頻率控制單元根據(jù)步驟6求取的結(jié)果判斷頻率是否越過頻率死區(qū)，如果越過頻率死區(qū)，則發(fā)出一次調(diào)頻指令，如果沒有，則返回步驟3。

以上所述之實(shí)施例子只為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非以此限制本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。