CN106356903B - 一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法及装置，该方法包括：监测电力系统的频率，在电力系统的频率小于等于第一阈值后，调整电力系统中的风电机组的转速增加风电机组的输出功率，并根据调整电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的电力系统的频率，确定电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号，进而控制N台同步发电机分别根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，以使电力系统的频率恢复至电力系统的额定频率，并降低了电力系统的频率变化率和频率偏移量。

Description

一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法及装置
技术领域
本发明涉及风力发电有功功率控制领域，尤其涉及一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法及装置。
背景技术
风力发电在电力系统中所占比重越来越大，尤其是变速风力发电机，由于其优越的控制性能，在电力系统中已经广泛采用。与传统的同步发电机相比，变速风电机组通过电力电子装置并网，所以对电网动态表现出无惯性或弱惯性；其次，为了获得最大的风电功率，变速风电机组一般都运行在最大功率跟踪状态，因而风电机组没有有功功率储备。这些特性使得并网风电机组基本不响应电网有功功率的变化，即不具备向电力系统提供频率控制的能力。
然而，在弱电网、孤立电网以及风电渗透率较大的情况下，电力系统的功率不平衡时，容易引起较大的频率变化率和频率偏移量，从而可能导致电力系统的频率失稳，给电力系统的安全运行带来挑战。
因此，目前亟需一种能够有效控制电力系统的频率的方法，降低电力系统的频率变化率和频率偏移量，保证电力系统的安全运行。
发明内容
本发明实施例提供一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法及装置，用以降低电力系统的频率变化率和频率偏移量，保证电力系统的安全运行。
本发明实施例提供的一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法，包括：
监测电力系统的频率；
确定所述电力系统的频率小于等于第一阈值后，调整所述电力系统中的风电机组的转速；
根据调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的所述电力系统的频率，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号；
控制所述N台用于频率控制的同步发电机分别根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，以使所述电力系统的频率恢复至所述电力系统的额定频率。
本发明实施例还提供一种基于风电机组和同步发电机控制频率的装置，所述装置包括监测模块和控制模块；
所述监测模块用于：监测电力系统的频率；
所述控制模块用于：确定所述电力系统的频率小于等于第一阈值后，调整所述电力系统中的风电机组的转速；根据在调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中所述监测模块监测到的所述电力系统的频率，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号；控制所述N台同步发电机分别根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，以使所述电力系统的频率恢复至所述电力系统的额定频率。
本发明的上述实施例中，考虑到风电机组的旋转动能一般情况下只能持续数十秒，在其退出电力系统的频率控制后，用于频率控制的同步发电机如果仍然按照风电机组参与频率控制的情况进行有功功率的调整，将延迟用于频率控制的同步发电机参与电力系统的频率调整的速度，因此，调整风电机组的转速过程，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号，控制N台用于频率控制的同步发电机根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，从而有助于降低电力系统的频率变化率和频率偏移量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法所对应的流程示意图；
图2为本发明实施例中风电机组的功率曲线示意图；
图3为本发明实施例中风电机组机械功率变化率与转速关系示意图；
图4为本发明实施例中设定的风电机组频率控制的最低转速与风速关系示意图；
图5为本发明实施例中K和转速下降时间关系的计算方法示意图；
图6为本发明实施例中风速为11.4m/s时K和转速下降时间关系示例；
图7为本发明实施例中采用的电力系统模型示意图；
图8为本发明实施例中电力系统的频率对比图；
图9为本发明实施例中仿真得到的风电机组输出功率的对比图；
图10为本发明实施例中仿真得到的风电机组转速变化对比图；
图11为本发明实施例中仿真得到的同步发电机输出功率对比图；
图12为本发明实施例提供的一种基于风电机组和同步发电机控制频率的装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
针对于在弱电网，孤立电网以及风电渗透率较大的情况下，系统功率不平衡时，容易引起较大的频率变化率和频率偏移量，可能导致系统频率失稳的问题，一种现有的作法是利用风电机组的旋转动能对电力系统的频率进行短暂的控制，即风电机组在正常情况下运行在最大功率跟踪状态，当电力系统的频率下降时，控制风电机组减速运行，从而通过旋转的叶轮、转子等释放出额外的有功功率用于系统的频率支撑。
然而，本申请发明人经研究发现：由于风电机组的转速变化范围有限，因而风电机组能够利用的旋转动能有限，当风电机组释放旋转动能后，还将从电力系统吸取功率以加速回到最大功率跟踪运行状态，因此，从减速到加速的转换过程中，由于风电机组功率的变化可能引起电力系统的频率发生二次跌落。且上述作法中，控制难度较高，若控制不当，则可能导致风电机组失速过快而失稳或者不能充分利用风电机组的旋转动能，无法实现较好的频率控制效果。
综上，本发明实施例提供一种更为有效的频率控制方法，能够降低电力系统的频率变化率和频率偏移量，且避免现有作法中可能导致的电力系统的频率发生二次跌落以及控制难度高的问题。
具体来说，电力系统的频率下跌可以用最大频率偏移量(Δfmax)，频率变化率(dΔf/dt)，稳态频率偏移量(Δfn)，频率下降时间(Tnadir)等指标来衡量。其中，最大频率偏移量和频率变化率是最重要的两个指标，通常用来触发电力系统中的保护和控制装置。
在电力系统的频率控制中，频率变化与不平衡功率通常用下式来衡量。
其中，H表示电力系统的惯性时间常数，D表示负载阻尼系数，P同步发电机表示用于频率控制的同步发电机的功率，P风电表示风电机组的输出功率，P负载代表电力系统总的负载。
从公式(1)可以看出，在电力系统由于功率不平衡引起频率下跌的初始阶段，电力系统的频率偏移量还相对比较小，电力系统的频率的变化率将主要取决于电力系统的不平衡功率和电力系统的惯性时间常数，而电力系统最大频率偏移量将取决于电力系统中用于频率控制的同步发电机的调速器特性、负荷特性等。同步发电机的调速器功率调整过程相对比较缓慢，由于风电机组的快速有功功率调整特性，风电机组可以通过变频器快速调整输出有功功率用于补偿同步发电机相对较慢的调整特性，因此，通过控制风电机组在系统频率下跌的初始阶段输出较大功率，能够降低系统频率偏移量，减缓频率的下跌过程，延迟同步发电机的响应，并通过将系统频率变化量引入到同步发电机的功率控制，使同步发电机与风电机组协调控制，有效提高系统频率控制效果。
下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法所对应的流程示意图。如图1所示，所述方法包括：
步骤101，监测所述电力系统的频率；
步骤102，确定所述电力系统的频率小于等于第一阈值后，调整所述电力系统中的风电机组的转速；
步骤103，根据调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的所述电力系统的频率，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号；
步骤104，控制所述N台用于频率控制的同步发电机分别根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，以使所述电力系统的频率恢复至所述电力系统的额定频率。
需要说明的是，上述步骤编号仅为说明电力系统的频率控制过程，并不对执行顺序做具体限定。
具体来说，本发明实施例步骤101中，可以实时监测电力系统的频率，例如，按照设定时间周期(每隔一秒)监测电力系统的频率。
步骤102中，第一阈值可以由本领域技术人员根据经验设置，例如，可以设置为49.9Hz，则通过监测电力系统的频率，确定电力系统的频率小于等于49.9Hz后，说明需要对电力系统的频率进行控制。
本发明实施例中，调整所述电力系统中的风电机组的转速，是指：根据预先设置的最低转速以及将所述风电机组由正常转速降低至所述最低转速的时间，降低所述风电机组的转速；确定所述风电机组的转速降低至所述预先设置的最低转速后，将所述风电机组由最低转速恢复至所述正常转速。其中，将所述风电机组由正常转速降低至所述最低转速的时间即为风电机组释放动能的时间，可由本领域技术人员根据经验设置，通常取值范围为10秒到30秒。风电机组的正常转速是指风电机组降低转速前的转速。
进一步地，预先设置的最低转速是通过如下方式确定的：根据在不同风速下所述风电机组的转速与所述风电机组捕获的机械功率的关系，计算在不同风速下所述风电机组捕获的机械功率随转速的变化率；根据在不同风速下所述风电机组捕获的机械功率随转速的变化率以及当前风速，得到所述预先设置的最低转速。
下面具体说明预先设置的最低转速的确定过程及原理。
利用风电机组的旋转动能为系统提供频率支撑，释放旋转动能时风电机组的转速将下降，风电机组的转速下降其所捕获的机械功率将降低，通常变速风电机组的转速变化范围为0.7pu-1.2pu。为了避免风电机组转速过低造成捕获的机械功率大幅下降，可根据不同风速定义风电机组频率控制的最低转速(即是指预先设置的最低转速)。
如图2所示，为风电机组的功率曲线示意图，功率曲线给出了不同风速下风电机组转速与捕获的机械功率的关系。根据风电机组的功率曲线，可计算不同风速下风电机组的机械功率随转速的变化率：
dPm/dωr＝(PmA-PmB)/(ωrB-ωrA) (2)
如图2中AB两点所示，dPm/dωr表示不同风速下风电机组的机械功率随转速的变化率，PmA表示A点风电机组的机械功率，PmB表示B点风电机组的机械功率，ωrA表示A点风电机组的转速，ωrB表示B点风电机组的转速。
如图2中AB两点所示，当转速步长取0.001pu时，在不同风速下，得到的机械功率随转速的变化率如图3所示。由图3看出，在风电机组运行转速变化范围(0.7pu-1.2pu)内风电机组捕获的机械功率下降速度随着转速的下降而增大。为了使风电机组在参与系统频率控制期间释放一定的旋转动能(变速范围)并且避免转速过低造成机械功率下降过大，设定当风速小于11m/s时，风电机组频率控制的最低转速为0.7pu；风速大于11m/s小于12m/s时，风电机组频率控制的最低转速为dPm/dωr＝1的转速。风速大于12m/s时，风电机组将运行在1.2pu，具有相同的旋转动能，因此对于风速大于12m/s的情况，风电机组的最低转速与风速为12m/s的最低转速相同。由以上设定，可以得到风电机组频率控制的最低转速如图4所示。
进一步地，为了控制风电机组在频率跌落的初始阶段具有较高的功率输出，而在风电机组转速下降到最低转速时，风电机组的输出功率逐渐减小到机械功率，从而减小风电机组由减速到加速的功率差，本发明实施例中在调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中，还包括：设定所述风电机组的功率给定值；所述功率给定值用于风电机组的机侧变流器在调整所述风电机组的转速过程中控制所述风电机组发出的功率。
设定风电机组的功率给定值为
其中，Pref表示所述风电机组的功率给定值，ωr表示所述风电机组的转速，ωr0表示所述风电机组的正常转速，ωmin表示所述预先设置的最低转速，K为系数。
下面具体介绍公式(3)中K的确定过程及原理。
根据风电机组频率控制期间的功率表达式，计算K与风电机组释放旋转动能时间(Tdec)的关系表。
由风电机组的固有参数，可以计算风电机组的机械能量为：
其中，ρ为空气密度，A为风轮的扫风面积，Vw为风速，β为风电机组的桨距角，其中的系数为c1＝0.5176，c2＝116，c3＝0.4，c4＝5，c5＝21，c6＝0.0068，λ为叶尖速比。
电机运动方程
式中H为风电机组的转动惯量时间常数，为风电机组固有参数，由风电机组厂家给出。ωr转子转速，Tm为风电机组的机械转矩，Te为风电机组的电磁转矩。
通过上述方程，可以得到图5所示的计算K与转子转速的框图。
由图5可以计算得到在不同的风速下，参数K与风电机组转速ωr的变化情况。当风电机组转速由ωr0下降到ωmin时所持续的时间即为风电机组释放旋转动能的时间Tdec，改变K的值，可以得到参数K与Tdec的关系。如图6所示，为H＝4.5秒，风速为11.4米/秒，最低转速ωmin＝0.782pu的计算结果。通过计算得到不同风速下K与Tdec的关系，将结果保存，从而用于在风电机组实际运行中，根据实际风速和设定的Tdec得到参数K。
设定风电机组释放旋转动能的时间Tdec，根据上述得到的K与Tdec的关系、以及当前风速和释放旋转动能的时间Tdec，通过查表可以得到参数K的值。
步骤103中，通过如下方式确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号：
ΔPgn＝kgn·(50-f) (8)
其中，ΔPgn为第n台用于频率控制的同步发电机的附加功率信号，kgn为系数，f为调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的所述电力系统的频率，为第n台用于频率控制的同步发电机的额定功率，Ptotal为用于频率控制的同步发电机的总额定功率；1≤n≤N。
步骤104中，根据步骤103中得到的N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号控制所述N台用于频率控制的同步发电机增加有功功率输出，以使所述电力系统的频率恢复至所述电力系统的额定频率。
本发明实施例中，通过上述步骤101至步骤104，监测电力系统的频率变化，例如，电力系统的额定频率为50Hz，当系统频率下跌超过所设定的死区值(即是指第一阈值)时(如49.9Hz)，触发风电机组的频率控制器和同步发电机的协调频率控制器，使风电机组和同步发电机参与系统频率控制。
下面结合一个具体实施例对本发明进行说明。
采用Matlab/Simulink搭建如图7所示的电力系统对所提方法进行仿真验证。该电力系统包含三台同步发电机G1，G2和G3，额定容量分别为1500MW，500MW和3000MW。系统包含一个额定容量为500MW的风电场，该风电场采用一台基于永磁同步发电机的全功率变速风电机组模拟，风电机组惯性时间常数为H＝4.5秒。电力系统的频率通过测量风电机组接入点A的电压来获得。仿真中设定风速11.4米/秒，风电机组初始转速ω0＝1.14pu，对应该风速的风电机组频率控制最低转速ωmin＝0.782pu，设定风电机组转速下降时间Tdec＝20s，得到的参数K＝0.56。选择同步发电机G1与风力发电机进行协调频率控制，参数kgn＝1。第一阈值设为49.98Hz。
在5s时给负载1增加400MW负荷，从而引起系统频率下降。在5.7s时检测到系统频率下降超过49.98Hz，随即触发风电机组和发电机G1的频率控制器。图8所示为系统的频率，由仿真结果可以看出将风电机组和同步发电机进行协调频率控制后，系统的频率下降率和最大频率偏移量均显著减小。图9所示为风电机组的输出功率，在频率跌落初期输出功率达到580MW。风电机组的转速如图10所示，频率跌落前风电机组运行在1.19pu，触发频率控制后，转速开始下降，20秒后转速到达最低转速0.782pu，然后逐步恢复到最优转速1.14pu。图11所示为参与协调控制的同步发电机G1的输出功率，同步发电机通过调速器增加了功率输出，有效降低了系统的频率偏移量。
由上述实施例可知，本发明中的控制方法充分考虑了风电机组的运行特性，根据风电机组在进行系统频率控制前的运行状态，获得风电机组的频率控制器参数，使风电机组的旋转动能在频率控制期间充分利用。采用本发明中的控制方法，风电机组在频率跌落的初始阶段利用旋转动能，使风电机组具有较高的功率输出，从而对系统频率变化率将起到有效的支撑。且本发明能够克服由于引入风电机组频率控制延迟同步发电机的功率调整速度，增加同步发电机有功功率输出降低频率偏差。
针对上述方法流程，本发明实施例还提供一种基于风电机组和同步发电机控制频率的装置，该装置的具体内容可以参照上述方法实施。
基于相同构思，图12为本发明实施例提供的一种基于风电机组和同步发电机控制频率的装置的结构示意图，用于执行以上控制方法，所述装置包括监测模块1201和控制模块1202；
所述监测模块1201用于：监测所述电力系统的频率；
所述控制模块1202用于：确定所述电力系统的频率小于等于第一阈值后，调整所述电力系统中的风电机组的转速；根据在调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中所述监测模块监测到的所述电力系统的频率，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号；控制所述N台同步发电机分别根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，以使所述电力系统的频率恢复至所述电力系统的额定频率。
可选地，所述控制模块1202具体用于：
根据预先设置的最低转速以及将所述风电机组由正常转速降低至所述最低转速的时间，降低所述风电机组的转速；
确定所述风电机组的转速降低至所述预先设置的最低转速后，将所述风电机组由最低转速恢复至所述正常转速。
可选地，所述控制模块1202具体用于通过如下方式确定所述预先设置的最低转速：
根据在不同风速下所述风电机组的转速与所述风电机组捕获的机械功率的关系，计算在不同风速下所述风电机组捕获的机械功率随转速的变化率；
根据在不同风速下所述风电机组捕获的机械功率随转速的变化率以及所述电力系统所在环境中的当前风速，得到所述预先设置的最低转速。
可选地，所述控制模块1202还用于：
设定所述风电机组的功率给定值；所述功率给定值用于在调整所述风电机组的转速过程中控制所述风电机组发出的功率。
可选地，所述控制模块1202具体用于通过如下方式设定所述风电机组的功率给定值：
其中，Pref表示所述风电机组的功率给定值，ωr表示所述风电机组的转速，ωr0表示所述风电机组的正常转速，ωmin表示所述预先设置的最低转速，K为系数。
可选地，所述控制模块1202具体用于通过如下方式确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号：
ΔPgn＝kgn·(50-f)
其中，ΔPgn为第n台用于频率控制的同步发电机的附加功率信号，kgn为系数，f为调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的所述电力系统的频率，为第n台用于频率控制的同步发电机的额定功率，Ptotal为用于频率控制的同步发电机的总额定功率；1≤n≤N。
从上述内容可以看出：本发明的上述实施例中，监测所述电力系统的频率，在所述电力系统的频率小于等于第一阈值后，调整所述电力系统中的风电机组的转速，并根据调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的所述电力系统的频率，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号，进而控制所述N台同步发电机分别根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，以使所述电力系统的频率恢复至所述电力系统的额定频率。本发明实施例中，考虑到风电机组的旋转动能一般情况下只能持续数十秒，在其退出电力系统的频率控制后，用于频率控制的同步发电机如果仍然按照风电机组参与频率控制的情况进行有功功率的调整，将延迟用于频率控制的同步发电机参与电力系统的频率调整的速度，因此，调整风电机组的转速过程，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号，控制N台用于频率控制的同步发电机根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，从而有助于降低电力系统的频率变化率和频率偏移量。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法，其特征在于，所述方法包括：
监测电力系统的频率；
确定所述电力系统的频率小于等于第一阈值后，调整所述电力系统中的风电机组的转速，调整方式包括两种：第一种是根据预先设置的最低转速以及将所述风电机组由正常转速降低至所述最低转速的时间，降低所述风电机组的转速；确定所述风电机组的转速降低至所述预先设置的最低转速后，将所述风电机组由最低转速恢复至所述正常转速；第二种是根据设定的所述风电机组的功率给定值，调整所述电力系统中的风电机组的转速；所述功率给定值用于在调整所述风电机组的转速过程中控制所述风电机组发出的功率；
根据调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的所述电力系统的频率，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号；
控制所述N台用于频率控制的同步发电机分别根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，以使所述电力系统的频率恢复至所述电力系统的额定频率；
通过如下方式确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号：
ΔPgn＝kgn·(50-f)
其中，ΔPgn为第n台用于频率控制的同步发电机的附加功率信号，kgn为系数，f为调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的所述电力系统的频率，为第n台用于频率控制的同步发电机的额定功率，Ptotal为用于频率控制的同步发电机的总额定功率，1≤n≤N。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设置的最低转速是通过如下方式确定的：
根据在不同风速下风电机组的转速与所述风电机组捕获的机械功率的关系，计算在不同风速下所述风电机组捕获的机械功率随转速的变化率；为避免风电机组转速过度降低而减少机械功率的捕获，根据不同的风速设定风电机组参与频率控制的最低转速；不同风速下风电机组的转速与所述风电机组捕获的机械功率的关系以及当前风速，得到所述预先设置的最低转速。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下方式设定所述风电机组的功率给定值：
其中，Pref表示所述风电机组的功率给定值，ωr表示所述风电机组的转速，ωr0表示所述风电机组的正常转速，ωmin表示所述预先设置的最低转速，K为系数。
4.一种基于风电机组和同步发电机控制频率的装置，其特征在于，所述装置包括监测模块和控制模块；
所述监测模块用于：监测电力系统的频率；
所述控制模块用于：确定所述电力系统的频率小于等于第一阈值后，调整所述电力系统中的风电机组的转速；根据在调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中所述监测模块监测到的所述电力系统的频率，确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号；控制所述N台同步发电机分别根据对应的附加功率信号增加有功功率输出，以使所述电力系统的频率恢复至所述电力系统的额定频率；
所述控制模块具体用于：根据预先设置的最低转速以及将所述风电机组由正常转速降低至所述最低转速的时间，降低所述风电机组的转速，确定所述风电机组的转速降低至所述预先设置的最低转速后，将所述风电机组由最低转速恢复至所述正常转速；或者设定所述风电机组的功率给定值，所述功率给定值用于在调整所述风电机组的转速过程中控制所述风电机组发出的功率；
所述控制模块具体用于通过如下方式确定所述电力系统中N台用于频率控制的同步发电机分别对应的附加功率信号：
ΔPgn＝kgn·(50-f)
其中，ΔPgn为第n台用于频率控制的同步发电机的附加功率信号，kgn为系数，f为调整所述电力系统中的风电机组的转速过程中监测到的所述电力系统的频率，为第n台用于频率控制的同步发电机的额定功率，Ptotal为用于频率控制的同步发电机的总额定功率，1≤n≤N。
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