CN103441524B - 一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法，该方法包括以下步骤：I、根据风电机组的运行工况确定变速风电机组调频运行策略；II、判断变速风电机组是否参与系统调频；III、判断风机转速是否越限；IV、激活有功频率控制模块；修改风电机组有功功率设定值；V、实现系统频率的控制。该方法可实现风电机组全风速区的调频能力，参与系统调频提供有功支撑时不受运行工况的影响，提高电力系统频率稳定性。

Description

一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法

技术领域

本发明涉及一种新能源发电技术中的风电机组并网技术领域的方法，具体讲涉及一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法。

背景技术

电力系统有功功率平衡是电力系统频率稳定的前提，当系统遇到扰动时，如短路故障、跳机、联络线开断、系统解列等，往往导致系统总的发电功率与总的负荷功率存在不平衡；若总的发电功率超出总的负荷功率（包括网损），系统频率会升高；反之，总的发电功率小于总的负荷功率，系统频率会下降。根据频率波动的不同以及系统当时的运行状况，通常采取调节发电机有功出力，甚至切机、切负荷等相应措施保证电网的频率安全；频率控制对于电力系统的稳定运行与安全是必不可少的。随着风电穿透功率的增长，确保风电并网后电力系统连续运行的频率安全性和频率稳定性是风电研究中重要的课题之一。在电网发生频率大幅度降低事故时，系统的惯量对于频率降低的变化率起到了决定作用——惯量越低，系统频率降低的越快。在电力系统中，对于严重的频率事故，任何惯量响应的降低都是危险的。

变速风电机组作为现如今商业化运行的主力机型之一，通过变流器控制有功功率与无功功率，其转速控制与电网频率解耦，致使在电网频率发生改变时机组无法响应电网频率变化。因此，尽管变速风电机组接入电网后并没有真正减少系统中总的旋转动能数量，但变速风电机组固有的转动惯量对电网表现为一个“隐含惯量”，在系统频率故障中无法表现出来，使得整个电网的等效转动惯量降低，故障后的频率变化将会大于大量风电接入电网之前的值，不利于电网的频率稳定性。

风电的频率控制要求已逐渐被关注，如丹麦要求风电机组每分钟有功功率应能变化额定容量的10～100%，据魁北克水利局电网机构规定，风电场容量大于10MW时，风电机组必须有频率控制系统帮助电力系统减少幅值较大的（>0.5Hz）、持续时间较短的（<10s）频率偏差。国内外学者对此也进行了一系列研究，通过在风电机组主控中附加有功频率控制模块，利用风电机组储存在旋转质量中的动能参与系统调频，此方法的好处是原理清晰控制实现简单，弊端是低风速时转子转速较低调频能力有限，且频率控制过程中转速下降造成风功率捕获能力下降。通过采用风电机组留有备用的运行方式参与系统调频，分别通过超速运行控制、变桨控制或通过基于变风速的超速与变桨协调控制方案留有有功备用，并通过在风电机组主控中附加有功频率控制模块，释放风电机组储存在旋转质量中的动能并利用备用功率参与系统调频，此方法好处是风电机组可以提供持续的有功支撑，且频率控制过程中转速下降可以增加捕获的风功率，有效提高系统的频率稳定性，弊端是不管采用何种留有备用的方法都要限制风电的有功出力。在风电场控制层面也给出了风电场时序协同控制策略。

针对变速风电机组附加频率控制环节，可以改善其在电网频率变化时的频率响应特性，在电网频率变化的暂态过程中，表现出其惯量的作用。在系统出现功率缺额导致频率下降时，附加控制环节能降低变速风电机组的转子转速，释放转子中储存的动能，使得变速风电机组能够参与系统频率控制。但是变速风电机组的转动惯量特性不同于同步发电机组，变速风电机组在不同风速下的转子转速是不同的，其“隐含惯量”需要通过附加控制系统来实现，考虑到风电机组转子转速的限制，不同风速下变速风电机组具备不同的调频能力。变速风电机组单纯通过附加频率控制环节实现参与系统调频存在一定的弊端。

因此，提供一种参与系统调频提供有功支撑时不受运行工况的影响的风电机组全风速区的调频能力的方法，提高电力系统频率稳定性尤为重要。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法；该方法可实现风电机组全风速区的调频能力，参与系统调频提供有功支撑时不受运行工况的影响，提高电力系统频率稳定性。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法，其改进之处在于：所述控制方法包括以下步骤：I、根据风电机组的运行工况确定变速风电机组调频运行策略；

II、判断变速风电机组是否参与系统调频；

III、判断风机转速是否越限；

IV、激活有功频率控制模块；修改风电机组有功功率设定值；

V、实现系统频率的控制。

进一步的，所述步骤I的运行策略包括基于最大功率跟踪的调频运行策略和基于动态功率备用的调频运行策略。

进一步的，所述步骤I包括：风电机组运行正常，根据当前风速判断变速风电机组的运行工况，根据风电机组的运行工况确定风电机组的调频运行策略；若风电机组在中、高风速区，则选择基于最大功率跟踪的调频运行策略，若风电机组在低、超低风速区，则选择基于动态功率备用的调频运行策略。

进一步的，所述最大功率跟踪的调频运行策略采用最大功率跟踪控制模式；所述动态功率备用的调频运行策略采用动态功率备用运行模式；

确定所述动态功率备用运行模式的动态备用容量包括以下步骤：

S1、确定动态功率备用容量的最大值ΔP_D；所述动态功率备用容量的最大值ΔP_D取变速风电机组额定容量的5%；

S2、以所述最大功率跟踪控制模式为基础，根据所述备用容量最大值确定动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)；

按下式（1）确定低风速区所述动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)：

$P_w^{\mathrm{pre}}\left(V_{\mathrm{eq}}\right)=P_w-\frac{P_C-P_w}{P_C-P_B}\&times;\mathrm{\&Delta;}{P}_D---\left(1\right)$

其中，P_C为低风速区功率值的上限；P_B为低风速区功率值的下限；P_w为最大功率跟踪控制模式时低风速区风电机组实际捕获风功率；ΔP_D为所述动态功率备用容量的最大值；

按下式（2）确定超低风速区所述动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)确定方法如式(2)：

$P_w^{\mathrm{pre}}\left(V_{\mathrm{eq}}\right)=P_w-\frac{P_w-P_{\min }}{P_B-P_{\min }}\&times;\mathrm{\&Delta;}{P}_D---\left(2\right)$

其中，P_min为参与调频的最低功率点；P_w为最大功率跟踪控制模式时超低风速区风电机组实际捕获风功率；P_B为低风速区功率值的下限；ΔP_D为所述动态功率备用容量的最大值；

S3、根据所述有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)获得相应的转子转速值ω(i)，获得新的功率转速关系曲线P_w ^pre(V_eq)-ω(i)的关系，获得备用容量。

进一步的，所述步骤II包括：实时测量系统频率，若系统频率变化小于等于0.2Hz，系统频率正常，风电机组不参与系统调频，反之风电机组参与系统调频。

进一步的，所述步骤III中判断风电机组转速是否越限，若风电机组转速限，进入步骤IV；

由于所述风电机组转速范围限值，且风电机组参与系统调频过程中风电机组动能下降则转速下降，设置风机转速保护值使风电机组转速不越限。

进一步的，所述步骤IV中，系统频率发生跌落时且风机转速在允许范围内，则有功频率控制模块被激活，通过修改风电机组有功功率设定值参与系统调频。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的方法通过优化风电机组正常运行时的运行策略，中、高风速区运行于最大功率跟踪控制模式，低、超低风速区运行于动态功率有备用运行模式，实现变速风电机组全风速区的有效调频能力，在系统频率发生变化时提供有功功率支撑，提高系统的频率稳定性。

（2）本发明在低、超低风速区采用了动态功率备用的方法，留有较小的功率备用可大幅提高风机的调频能力，且在此风速区风电机组参与系统调频时，可以提供持续的有功功率支撑。

（3）本发明的方法在有功频率控制时引入转子转速保护模块，避免因风电机组参与调频时转速降低影响机组稳定。

（4）本发明的方法实时测量系统频率，控制系统运行，在系统频率发生变化时提供有功功率支撑，提高系统的频率稳定性，改善风电机组的并网特性，使风电更好的支撑电网运行；从而达到保证电网的频率安全，减少严重的频率事故发生。

附图说明

图1为变速风电机组全风速区频率控制方法的流程图；

图2为变速风电机组参与系统调频过程中功率与转速变化关系图；

图3为变速风电机组采用不同运行策略时的功率与转速变化关系比较曲线图；

图4为变速风电机组采用不同的运行策略时调频能力与风速的关系比较曲线图；

图5为变速风电机组的频率控制器结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图1所示，图1为变速风电机组全风速区频率控制流程图；基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法包括以下步骤：I、确定变速风电机组调频运行策略；

II、判断系统频率；

III、判断风机转速是否越限；

IV、激活有功频率控制模块；修改风电机组有功功率设定值；

V、控制风电机组频率。

具体来说：基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法包括：

步骤一、确定变速风电机组调频运行策略。

运行策略包括基于最大功率跟踪的调频运行策略和基于动态功率备用的调频运行策略；

基于最大功率跟踪的调频运行策略时，风电机组的惯量特性受风速变化的影响较大，超低风速区由于转子转速较低难以有效参与系统的频率控制。因此，中、高风速区运行于最大功率跟踪控制模式，低、超低风速区运行于有备用运行模式，保证全风速区有较大有效转动惯量。最大功率跟踪的调频运行策略采用最大功率跟踪控制模式；动态功率备用的调频运行策略采用动态功率备用运行模式。

默认风电机组正常运行，根据当前风速判断变速风电机组的运行工况，根据风电机组的运行工况确定风电机组的调频运行策略，若风电机组在中、高风速区，则选择基于最大功率跟踪的调频运行策略，若风电机组在低、超低风速区，则选择基于动态功率备用的调频运行策略。否则返回。

在低风速区和超低风速区采用依赖有功变化的动态备用运行模式，动态功率备用运行模式的动态备用容量的给定方法步骤如下：

(1)根据需要确定备用容量的最大值；此处备用容量最大值取额定容量的5%。

(2)由最大功率跟踪控制模式确定动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)；

(3)根据动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)获得相应的转子转速值ω(i)；从而获得P_w ^pre(V_eq)与ω(i)的新关系。其中，

A、在低风速区步骤(2)中新的有功设定值给定方法如式(1):

$P_w^{\mathrm{pre}}\left(V_{\mathrm{eq}}\right)=P_w-\frac{P_C-P_w}{P_C-P_B}\&times;\mathrm{\&Delta;}{P}_D---\left(1\right)$

其中，P_C为低风速区上限的功率值；P_B为低风速区下限的功率值；P_w为最大功率跟踪控制模式时低风速区风电机组实际捕获风功率；ΔP_D为备用容量最大值；P_w ^pre(V_eq)为动态功率备用策略下的有功设定值。

B、在超低风速区步骤(2)中新的有功设定值给定方法如式(2):

$P_w^{\mathrm{pre}}\left(V_{\mathrm{eq}}\right)=P_w-\frac{P_w-P_{\min }}{P_B-P_{\min }}\&times;\mathrm{\&Delta;}{P}_D---\left(2\right)$

其中，P_min为选取的可参与调频的最低功率点(根据实际需要给定)；P_w为最大功率跟踪控制模式时超低风速区风电机组实际捕获风功率；P_B为低风速区下限的功率值；ΔP_D为备用容量最大值；P_w ^pre(V_eq)为动态功率备用策略下的有功设定值。

步骤二、实时测量系统频率的变化；当系统频率变化小于等于0.2Hz时，认为系统频率正常，风电机组不参与系统调频，反之风电机组参与系统调频。

步骤三、判断风电机组转速是否越限。

由于风电机组的转速范围限制，且在风电机组参与系统调频过程中机组动能下降转速下降，为保证机组转速不越限，根据风机要求设置转速保护值；从而实现风电机组转速的保护。

步骤四、系统频率发生跌落时且风机转速在允许范围内，则有功频率控制模块被激活，通过修改风电机组有功功率设定值参与系统调频。

步骤五、实现系统频率的控制。

上述步骤一中根据有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)获得相应的转子转速值ω(i)的方法包括以下步骤：变速风电机组捕获机械功率可由式(3)给出:

$P_w=\frac{1}{2}\mathrm{\&rho;}{\mathrm{AC}}_p(\mathrm{\&beta;},\mathrm{\&lambda;})V_{\mathrm{eq}}^3---\left(3\right)$

对于给定的桨距角β与叶尖速比λ，根据下式（4）计算风能转换效率系数C_p(β,λ)：

$C_p(\mathrm{\&beta;},\mathrm{\&lambda;})=0.22(\frac{116}{{\mathrm{\&lambda;}}_i}-0.4\mathrm{\&beta;}-5.0)e^{\frac{-12.5}{{\mathrm{\&lambda;}}_i}}---\left(4\right)$

其中： ${\mathrm{\&lambda;}}_i=\frac{1}{1/(\mathrm{\&lambda;}+0.08\mathrm{\&beta;})-0.035/({\mathrm{\&beta;}}^3+1)}---\left(5\right)$

叶尖速比λ＝ωR/V_eq(6)

其中，R表示风电机组的叶轮的半径；A表示风电机组的风轮截面积；ρ表示空气密度（kg/m³）；V_eq表示风速。

以上，根据式（3）-（6）获得最大功率跟踪控制时的运行曲线如图2中曲线ABCD。

最大功率跟踪控制模式时，在低、超低风速区每个确定的风速都对应一个功率值，此种控制模式可保证风能转换效率系数C_p(β,λ)为最优，低风速区能转换效率系数最优值为C_p(β,λ)＝0.4382。

当风速V_eq给定后采用最大功率跟踪控制时，可求得相应的功率值P_w，根据本方法的动态功率备用方法，备用容量给定后获得动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)。在风速V给定，功率值P_w ^pre(V_eq)求得，由式（3）求得此时的C_p(β,λ)，因在低、超低风速区桨距角β＝0，由式（4）可求得λ_i；由式（5）求得λ；由式（6）可求得ω(i)，在此过程获得的两个ω(i)的值，因采用超速控制取两值中的较大值。

如图2所示，图2为变速风电机组参与系统调频过程中功率与转速变化关系图；

假设M点为风电机组参与系统调频时的初始运行点，t_on和t_off分别为风电机组参与系统调频的起始和退出时间，t_o=t_off-t_on为风电机组参与系统调频持续时间。虚线表示风电机组参与系统调频的动态过程；P_E为实际输出的电磁功率；P_w为风电机组实际捕获的风功率。根据风电机组功率转速特性与风速的关系，划分不同的风速区间如图1：1）超低风速区：图中线段AB，风机转子转速为最小值；2）低风速区：图中线段BC，风能转换效率系数C_p为最优定值中风速区：图中线段CD，风机转子转速为最大值；4）高风速区：图中D点，风机转子转速为最大值，功率为额定值，通过桨距控制实现。超低风速区，风速<6.2m/s；低风速区，风速6.2m/s～10.6m/s；中风速区，风速10.6m/s～11.3m/s；高风速区，风速>11.3m/s。

如图3所示，图3为变速风电机组采用不同运行策略时的功率与转速变化关系比较曲线图；说明变速风电机组采用不同运行策略时的功率转速特性比较。

基于最大功率跟踪控制时，风电机组在中、高风速区因为具备较大转子转速调频能力较强，在低、超低风速区因为转子转速较低调频能力很弱，由于风电的特殊性、风速的不可控性，实际风电机组不太可能长期运行于较高风速区，因此在较低风速区能否实现双馈风电机组的有效调频能力显得尤为重要。

动态功率备用方法基于风电机组调频能力受风速变化影响较大的特点，根据不同风速下调频能力大小不同留有不同备用容量，提高风电机组全风速区的有效调频能力。

在低风速区和超低风速区采用依赖有功变化的动态备用运行模式，动态备用容量的给定方法步骤如下：

(1)根据需要确定备用容量的最大值；此处备用容量最大值取额定容量的5%。

(2)由最大功率跟踪控制运行方式确定动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)；

在低风速区步骤(2)中新的有功设定值给定方法如式(3):

$P_w^{\mathrm{pre}}\left(V_{\mathrm{eq}}\right)=P_w-\frac{P_C-P_w}{P_C-P_B}\&times;\mathrm{\&Delta;}{P}_D---\left(3\right)$

其中，P_C为低风速区上限的功率值；P_B为低风速区下限的功率值；P_w为低风速区风电机组实际捕获风功率；ΔP_D为备用容量最大值；P_w ^pre(V_eq)为动态功率备用策略下的有功设定值。

在超低风速区步骤(2)中新的有功设定值给定方法如式(4):

$P_w^{\mathrm{pre}}\left(V_{\mathrm{eq}}\right)=P_w-\frac{P_w-P_{\min }}{P_B-P_{\min }}\&times;\mathrm{\&Delta;}{P}_D---\left(4\right)$

其中，P_min为选取的可参与调频的最低功率点(根据实际需要给定)；P_w为超低风速区风电机组实际捕获风功率。

(3)根据动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)可求得相应的转子转速值P_w ^pre(V_eq)（两个解取转子转速较大值)；则得到P_w ^pre(V_eq)-ω(i)的关系。

如图4所示，图4为变速风电机组采用不同的运行策略时调频能力与风速的关系比较曲线图；

说明变速风电机组采用不同的运行策略时调频能力与风速的关系比较。变速风电机组参与系统调频的能力主要受以下几方面影响：1）初始转速；2）转速变化对风功率捕获的影响；3）调频持续时间；4）桨距角变化的影响；5）风机容量限制。则变速风电机组的调频能力可用式（5）及约束条件表示，式(6)表征桨距角的调节速度。

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;P}}_{\max }={\mathrm{\&Delta;P}}_n+{\mathrm{\&Delta;P}}_w+{\mathrm{\&Delta;P}}_{\mathrm{\&beta;}}\\ {\mathrm{\&Delta;P}}_n={\mathrm{\&Delta;E}}_{\max }/t_0\\ {\mathrm{\&Delta;P}}_w=\frac{1}{t_0}{\&Integral;}_{t_{\mathrm{on}}}^{t_{\mathrm{off}}}(P_w^{\max }-P_w)\mathrm{dt}\\ {\mathrm{\&Delta;P}}_{\mathrm{\&beta;}}=\frac{1}{t_1}{\&Integral;}_0^{t_1}(P_w^{\max }-P_w)\mathrm{dt}\\ {\mathrm{\&Delta;E}}_{\max }=J({\mathrm{\&omega;}}_0^2-{0.7}^2)/2\\ {\mathrm{\&Delta;P}}_{\max }+P_w<P_{\max }\end{array}\right.---\left(5\right)$

β＝at    （6）

假设储存在旋转质量中的动能是均匀释放的即ΔP_n为定值，风电机组参与系统调频过程中，转子转速的变化与时间的关系用式(7)表示：

$t=\frac{{\mathrm{\&omega;}}_0^2-{\mathrm{\&omega;}}^2}{{\mathrm{\&omega;}}_0^2-{0.7}^2}{t}_0---\left(7\right)$

其中，ω表示转速；w表示功率；ΔP_max为风机的最大调频能力；ΔP_w为调频过程中风机捕获风功率的变化；ΔP_n为风机动能释放功率；ΔP_β为通过桨距角控制捕获风功率的增加量；ΔE_max为风机可释放的最大动能；J为风机的转动惯量；t_on和t_off分别为风电机组参与系统调频的起始和退出时间；t_o＝t_off-t_on，为风电机组参与系统调频持续时间；t为调频过程中的时间变化；P_w为风机参与系统调频时实际捕获的风功率；P_max为风机的容量限制；ω为实时风机转子转速；ω₀为初始风机转子转速；P_w ^max为风机不参与系统调频时捕获的风功率；β为桨距角；t₁为桨距角的调节时间；a为桨距角的调节速度。在高风速区P_w ^max为在转子最大转速ω_max＝1.2，桨距角β动态调节过程中捕获的风功率；P_w为额定功率。

如图5所示，图5为变速风电机组的频率控制器结构图；

说明变速风电机组的频率控制器，结合双馈风电机组的控制特性以及基于动态功率备用方法的双馈风电机组调频运行策略，设计频率控制器框图如图中所示。输入量为电磁功率P_E，转子转速ω和电网频率f，输出量为被控对象的转子侧控制器和桨距角β。

频率控制器由4个主要控制环节组成。(1)调频运行策略：在高风速区与中风速区采用最大功率跟踪控制模式，在低风速区与超低风速区采用动态功率备用运行模式；(2)频率控制模块：根据系统频率采样，通过比例微分控制模拟风电机组的虚拟惯量特性与一次调频能力得到附加有功功率设定；(3)桨距角控制：除正常运行时的桨距控制功能外，在高风速区利用桨距控制（高优先级）捕获更多的风功率参与系统调频；(4)转速保护模块：由于调频过程往往伴随转速的下降过程，因风机的转子转速约束，在频率控制器中加入转速保护模块以免风机转速越限。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：I、根据风电机组的运行工况确定变速风电机组调频运行策略；

II、判断变速风电机组是否参与系统调频；

III、判断风机转速是否越限；

IV、激活有功频率控制模块；修改风电机组有功功率设定值；

V、实现系统频率的控制；

所述步骤I包括：风电机组运行正常，根据当前风速判断变速风电机组的运行工况，根据风电机组的运行工况确定风电机组的调频运行策略；若风电机组在中、高风速区，则选择基于最大功率跟踪的调频运行策略，若风电机组在低、超低风速区，则选择基于动态功率备用的调频运行策略；

所述最大功率跟踪的调频运行策略采用最大功率跟踪控制模式；所述动态功率备用的调频运行策略采用动态功率备用运行模式；

确定所述动态功率备用运行模式的动态备用容量包括以下步骤：

S1、确定动态功率备用容量的最大值ΔP_D；所述动态功率备用容量的最大值ΔP_D取变速风电机组额定容量的5％；

S2、以所述最大功率跟踪控制模式为基础，根据所述备用容量最大值确定动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)；

按下式(1)确定低风速区所述动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)：

$P_w^{\mathrm{pre}}\left(V_{\mathrm{eq}}\right)=P_w-\frac{P_C-P_w}{P_C-P_B}\&times;\mathrm{\&Delta;}{P}_D---\left(1\right)$

其中，P_C为低风速区功率值的上限；P_B为低风速区功率值的下限；P_w为最大功率跟踪控制模式时低风速区风电机组实际捕获风功率；ΔP_D为所述动态功率备用容量的最大值；

按下式(2)确定超低风速区所述动态功率备用运行模式下的有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)确定方法如式(2)：

$P_w^{\mathrm{pre}}\left(V_{\mathrm{eq}}\right)=P_w-\frac{P_w-P_{\min }}{P_B-P_{\min }}\&times;\mathrm{\&Delta;}{P}_D---\left(2\right)$

其中，P_min为参与调频的最低功率点；P_w为最大功率跟踪控制模式时超低风速区风电机组实际捕获风功率；P_B为低风速区功率值的下限；ΔP_D为所述动态功率备用容量的最大值；

S3、根据所述有功功率设定值P_w ^pre(V_eq)获得相应的转子转速值ω(i)，获得新的功率转速关系曲线P_w ^pre(V_eq)-ω(i)的关系，获得备用容量。

2.如权利要求1所述的一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法，其特征在于：所述步骤I的运行策略包括基于最大功率跟踪的调频运行策略和基于动态功率备用的调频运行策略。

3.如权利要求1所述的一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法，其特征在于：所述步骤II包括：实时测量系统频率，若系统频率变化小于等于0.2Hz，系统频率正常，风电机组不参与系统调频，反之风电机组参与系统调频。

4.如权利要求1所述的一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法，其特征在于：所述步骤III中判断风电机组转速是否越限，若风电机组转速越限，进入步骤IV；

由于所述风电机组转速范围限值，且风电机组参与系统调频过程中风电机组动能下降则转速下降，设置风机转速保护值使风电机组转速不越限。

5.如权利要求1所述的一种基于动态功率备用的变速风电机组频率控制方法，其特征在于：所述步骤IV中，系统频率发生跌落时且风机转速在允许范围内，则有功频率控制模块被激活，通过修改风电机组有功功率设定值参与系统调频。