CN110581551A - 一种风电机组参与电网紧急控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组参与电网紧急控制的方法及装置，紧急控制系统包括多个风电机组和储能系统，紧急控制方法包括以下过程：根据不同故障信息确定紧急控制系统的控制措施量；将控制措施量分配至各风电机组，得到各风电机组对应的措施量；根据各风电机组对措施量的执行情况，确定储能系统的调节量。本发明利用风电机组逆变器的有功和无功功率快速可调能力，将风电机组纳入到电网紧急控制系统，可提升电网紧急控制资源。

Description

一种风电机组参与电网紧急控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统自动化控制技术领域，具体涉及一种风电机组参与电网紧急控制的方法及装置。

背景技术

目前水电、风电、光伏发电的送出和消纳问题开始显现，因此迫切需要建立促进可再生能源电力发展和消纳的长期机制。

我国风电主要集中在西北、东北、华北地区，西北部分省份风电出力超过50％。甘肃、新疆、青海集中式光伏装机容量较大，青海光伏/光热装机容量占比达34.7％。2018年中国平均弃风率为7％，同比下降5个百分点，平均弃光率3％，同比下降2.8％个百分点。虽然风电、光伏消纳情况得到了缓解，但弃电问题仍不能忽视。

送端电网新能源消纳能力受新能源并网功率和直流新能源外送能力限制。以西北电网为例，正逐渐形成以甘肃、新疆、宁夏等为代表的新能源基地集群通过特高压直流群外送格局，在支撑国家资源优化配置的同时，电网一体化特征不断加强。一方面，新能源并网功率和直流外送能力耦合，呈现“跷跷板”关系；另一方面多直流输送功率受紧急控制资源不足约束，直流功率无法进一步提升。两方面因素导致新能源并网功率和直流外送能力被同时限制，新能源消纳有进一步提升的空间。同时由于风力发电的波动性和随机性的影响，将风电机组纳入紧急控制系统，可能会发生控制措施过量或不足的风险，限制了风电机组紧急控制手段的应用。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提出一种风电机组参与电网紧急控制的方法及装置，利用风电机组逆变器的有功和无功功率快速可调能力，将风电机组纳入到电网紧急控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风电机组参与电网紧急控制的方法，其特征是，紧急控制方法包括以下过程：

根据不同故障信息确定紧急控制系统的控制措施量；所述紧急控制系统包括多个风电机组和储能系统，

将控制措施量分配至各风电机组，得到各风电机组对应的措施量；

根据各风电机组对措施量的执行情况，确定储能系统的调节量。

进一步的，所述将控制措施量分配至各风电机组包括：

获取各风电机组的最大可控制措施量，得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量；

根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组。

进一步的，所述获取各风电机组的最大可控制措施量得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量包括：

1)风电机组的最大可控措施量包含四类信息：风电机组可增加有功功率P₊、风电机组可降低有功功率P_-、风电机组可增加无功功率Q₊、风电机组可降低无功功率Q_-：

风电机组可增加有功功率P₊＝P_MPPT-P_rl，风电机组可降低有功功率P_-＝P_rl-P_min。风电机组可增加无功功率风电机组可降低无功功率

其中，P_MPPT为风电机组最大并网功率，P_rl为当前并网有功功率，P_min为风机最小并网有功功率，Q_rl为并网无功功率，U为风电机组当前并网电压，I_M为风机最大并网电流；

2)根据各风电机组最大可控措施量P₊、P_-、Q₊、Q_-数据，计算紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量：风电总可增加有功功率风电总可降低有功功率风电总可增加无功功率风电总可降低无功功率其中，P_i+、P_i-、Q_i+、Q_i-分别为风电机组i的可增加有功功率、可降低有功功率、可增加无功功率、可降低无功功率。

进一步的，根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组：

1)控制措施量共包括四种类型，提高有功功率C_P+，降低有功功率C_P-，提高无功功率C_Q+，降低无功功率C_Q-；

2)风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+计算公式为：

风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-计算公式为：

风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-计算公式为：

风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+计算公式为：

根据以上公式确定风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+、风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-、风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-、风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+。

进一步的，所述根据各风电机组对措施量的执行情况确定储能系统的调节量包括：

1)获取风电机组i控制后并网功率，包括风电机组i控制后并网有功功率P_rlci，风电机组i控制后并网无功功率Q_rlci；

2)计算总有功功率执行差值PC_rl，其中P_rli为控制前风电机组i并网有功功率；

3)计算总无功功率执行差值QC_rl，其中Q_rli为控制前风电机组i并网无功功率；

4)根据风电机组执行情况，确定储能系统的调节量：如果制定的控制措施量为提高有功功率C_P+，则储能系统提高有功功率C_CP+＝C_P+-PC_rl；如果制定的控制措施量为降低有功功率C_P-，则储能系统降低有功功率C_CP-＝C_P-+PC_rl；如果制定的控制措施量为提高无功功率C_Q+，则储能系统提高有功功率C_CQ+＝C_Q+-QC_rl；如果制定的控制措施量为降低无功功率C_Q-，则储能系统提高有功功率C_CQ-＝C_Q-+QC_rl。

相应的，本发明还提供了一种风电机组参与电网紧急控制的装置，其特征是，紧急控制装置包括控制措施量计算模块、风电机组措施量计算模块和储能系统调节量计算模块；

控制措施量计算模块，用于根据不同故障信息确定紧急控制系统的控制措施量；所述紧急控制系统包括多个风电机组和储能系统，

风电机组措施量计算模块，用于将控制措施量分配至各风电机组，得到各风电机组对应的措施量；

储能系统调节量计算模块，用于根据各风电机组对措施量的执行情况，确定储能系统的调节量。

进一步的，风电机组措施量计算模块中，所述将控制措施量分配至各风电机组包括：

获取各风电机组的最大可控制措施量，得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量；

根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组。

进一步的，风电机组措施量计算模块中，所述获取各风电机组的最大可控制措施量得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量包括：

1)风电机组的最大可控措施量包含四类信息：风电机组可增加有功功率P₊、风电机组可降低有功功率P_-、风电机组可增加无功功率Q₊、风电机组可降低无功功率Q_-：

风电机组可增加有功功率P₊＝P_MPPT-P_rl，风电机组可降低有功功率P_-＝P_rl-P_min。风电机组可增加无功功率风电机组可降低无功功率

其中，P_MPPT为风电机组最大并网功率，P_rl为当前并网有功功率，P_min为风机最小并网有功功率，Q_rl为并网无功功率，U为风电机组当前并网电压，I_M为风机最大并网电流；

2)根据各风电机组最大可控措施量P₊、P_-、Q₊、Q_-数据，计算紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量：风电总可增加有功功率风电总可降低有功功率风电总可增加无功功率风电总可降低无功功率其中，P_i+、P_i-、Q_i+、Q_i-分别为风电机组i的可增加有功功率、可降低有功功率、可增加无功功率、可降低无功功率。

进一步的，风电机组措施量计算模块中，所述根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组：

1)控制措施量共包括四种类型，提高有功功率C_P+，降低有功功率C_P-，提高无功功率C_Q+，降低无功功率C_Q-；

2)风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+计算公式为：

风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-计算公式为：

风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-计算公式为：

风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+计算公式为：

根据以上公式确定风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+、风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-、风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-、风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+。

进一步的，储能系统调节量计算模块中，所述根据各风电机组对措施量的执行情况确定储能系统的调节量包括：

1)获取风电机组i控制后并网功率，包括风电机组i控制后并网有功功率P_rlci，风电机组i控制后并网无功功率Q_rlci；

2)计算总有功功率执行差值PC_rl，其中P_rli为控制前风电机组i并网有功功率；

3)计算总无功功率执行差值QC_rl，其中Q_rli为控制前风电机组i并网无功功率；

4)根据风电机组执行情况，确定储能系统的调节量：如果制定的控制措施量为提高有功功率C_P+，则储能系统提高有功功率C_CP+＝C_P+-PC_rl；如果制定的控制措施量为降低有功功率C_P-，则储能系统降低有功功率C_CP-＝C_P-+PC_rl；如果制定的控制措施量为提高无功功率C_Q+，则储能系统提高有功功率C_CQ+＝C_Q+-QC_rl；如果制定的控制措施量为降低无功功率C_Q-，则储能系统提高有功功率C_CQ-＝C_Q-+QC_rl。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明利用风电机组逆变器的有功和无功功率快速可调能力，将风电机组纳入到电网紧急控制系统。其一可提升电网紧急控制资源。其二，新能源以控制代替刚性切除能够降低对电网的冲击，降低潮流转移和电压变化引发电网次生危害或连锁故障概率，提高故障期间新能源并网功率，同时提高电网控制的精细化水平。其三，给出了储能系统的配置方法和风电机组最大可控制措施量实时计算和上送，解决了由于风力的波动性和随机性对电网紧急控制措施量影响的问题，消除了控制措施量不足或过量的风险。

附图说明

图1为本系统的架构图；

图2为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

将风电快速功率控制纳入电网紧急控制，一方面可有效增加紧急控制资源，提高直流输送新能源功率，另一方面新能源紧急功率控制可降低直流后续换相失败故障暂态电压，降低新能源脱网量，提高并网功率。同时新能源以控制代替刚性切除能够降低对电网的冲击，降低潮流转移和电压变化引发电网次生危害或连锁故障概率，提高故障期间新能源并网功率。

本发明的一种风电机组参与电网紧急控制的系统，参见图1所示，自上而下分别为总站层，主站层，子站层，执行站层和执行层。

总站层仅有一个协控总站，用于紧急控制措施制定。

主站层包括多个协控总站，包括风电协控主站、直流协控主站和其他协控总站，用于紧急控制系统接收电网交、直流故障信息。

子站层包括多个类型的协控子站，例如风电协控主站包括多个风电场协控子站，每个风电场协控子站用于单个风电场的控制。直流协控主站包括直流协控子站，直流协控子站用于单个直流站的控制。

执行站层为紧急控制系统的执行终端，风电机组执行站控制风电机组和储能系统，并接收风电机组上送的信息。

执行层为被执行设备，风电机组和储能系统放置在执行层，具体被执行终端为风电机组的并网逆变器和储能系统的并网逆变器。

总站层、主站层、子站层和执行站层的通信方式采用电网紧急控制系统传统的通信方式，不需要改变。总站层至执行层的控制命令下达，执行层至总站层的信息上送，控制命令为控制措施量，上送信息为风电机组的最大可控措施量。风电机组执行站层和风电机组、储能系统通信，通信方式采用风电机组逆变器和储能系统逆变器可接受的通信方式，包括但不限于RS485、串口、IEC61850、常规电缆等。

由于风电机组并网功率有随机性和波动性的特点，控制措施量实时发生变化，可到导致风电机组实际响应的控制措施量具有一定随机性，造成电网紧急控制系统欠控或过控，降低电网安全稳定运行水平。因此，本发明需在传统的紧急控制系统中增加配置储能系统，用于解决实际响应的控制措施量具有一定随机性的问题。储能系统配置需要满足在风电机组并网功率波动最恶劣情况下的控制措施量准确执行，保证电网紧急控制时不需考虑储能系统的容量与风电机组并网功率的变化，降低风电机组参与紧急控制方法的控制难度，并提高控制可靠性。

储能系统配置容量与风电协控主站共接入风电机组并网功率和紧急控制系统最大时延相关，储能系统容量配置具体方法为：

步骤一：获取紧急控制系统的各部分时间延时。

获取紧急控制系统的各部分时间延时，包括可调功率计算时延T_A，一般取T_A＝80～100ms，或由风机机组厂商提供；可调功率计算传输时延T_B，一般满足T_B<150ms，或根据系统实测获取；紧急控制系统通信周期T_C，一般满足T_C＝833μs；紧急控制系统执行时间T_D，一般满足T_D<300ms。以上各部分时延也可根据紧急控制系统本身参数获取。

计算系统最大时延T_∑＝T_A+T_B+T_C+T_D，一般满足T_∑≤0.751s。

步骤二：获取风电协控主站接入的风电机组功率变化极值。

获取风电协控主站接入的风电机组i的额定并网功率P_imax(MW)，可通过运行参数直接获取，风电协控主站接入的风电机组并网功率其中，N为风电机组个数，i＝1,2,...N为风电机组编号。

根据风电协控主站接入的风电机组历史运行数据，获取最大功率变化率drat(％/s)。则风电协控主站接入的风电机组功率变化极值dP_max(单位为MW/s)的计算方法为：dP_max＝drat×P_max。

步骤三：计算储能系统容量。

根据储能系统运行参数，获取单位容量(1MW)的储能系统最大吸收或输出功率P_cmax(储能系统最大吸收和最大输出功率一般为相同值)。

储能系统所需要的最低容量W计算方法为：W＝μ×dP_max×3×3600，储能系统所需要的最低功率P_cn计算方法为：P_cn＝μ×dP_max×T_∑。其中μ为储能系统配置系数，一般取μ＝2～4。

如果P_cn/P_cmax>W，则配置储能系统的容量配置为P_cn/P_cmax，否则储能系统的容量配置为W。储能系统在电网正常运行期间，与电网没有功率交换，储能系统存储能量保持为最大存储能量的50％。

本发明的一种风电机组参与电网紧急控制的紧急控制方法，使电网紧急控制系统实时获取所有风电机组的最大可控制措施量，用于紧急控制时风电机组控制措施量的分配。本发明方法不需考虑储能容量配置大小，储能容量配置大小已能够满足最恶劣情况下风电机组参与电网紧急控制。

参见图2所示，本发明的一种风电机组参与电网紧急控制的方法，包括以下步骤：

步骤一：风电机组实时计算和上送最大可控制措施量，总站层获取紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量。风电机组实时上送最大可控制措施量可抑制风力发电的随机性和波动性的影响。

具体包括以下步骤：

1-1)风电机组获取当前并网有功功率P_rl，并网无功功率Q_rl，当前浆距角β_rl，当前实时风速V_rl，风电机组当前并网电压U。

1-2)根据风电机组运行使用说明书，获取风电机组设备基本参数，包括：叶尖速比λ(描述风电机组特性一个专业名词)，风机旋转半径R，风机旋转速度n，风机最小并网有功功率P_min，风机最大并网电流I_M。

1-3)风电机组根据MPPT方法计算风电机组最大并网功率P_MPPT。

MPPT(最大功率点跟踪)方法具体计算公式为：

其中，ρ为空气密度，一般取1.25kg/m³；C_P(λ,β_rl)为风能利用系数。

1-4)风电机组的最大可控措施量包含四类信息：风电机组可增加有功功率P₊、风电机组可降低有功功率P_-、风电机组可增加无功功率Q₊、风电机组可降低无功功率Q_-。

风电机组可增加有功功率P₊＝P_MPPT-P_rl，风电机组可降低有功功率P_-＝P_rl-P_min。风电机组可增加无功功率风电机组可降低无功功率

1-5)风电机组执行站获取各风电机组最大可控措施量P₊、P_-、Q₊、Q_-数据，并逐级上送至风电场协控子站，经风电协控主站转发上送至协控总站，协控总站计算紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量：风电总可增加有功功率风电总可降低有功功率风电总可增加无功功率风电总可降低无功功率其中，P_i+、P_i-、Q_i+、Q_i-分别为风电机组i的可增加有功功率、可降低有功功率、可增加无功功率、可降低无功功率。

步骤二：电网紧急控制系统实时对电网交、直流故障信息获取。

协控主站连接至继电保护、直流控制保护系统、新能源场站系统获取电网交、直流故障信息。获取方式不限于IEC61850数字通信规约、常规电缆方式等。电网交、直流故障信息包括但是不限于直流故障信息(包括但不限于直流闭锁故障、直流换相失败故障等，由直流协控主站获取)，风电场故障信息(包括但不限于风电场大规模脱网、风电场大规模出力波动等，由风电协控主站获取)，交流电网故障信息(包括但不限于主要线路N-2故障，主变N-2故障等，由其它协控主站获取)。协控主站获取到电网交、直流故障信息后，上送至协控总站。

步骤3：协控总站根据不同故障信息制定紧急控制措施和控制措施量，控制命令下发至风电机组执行站。

具体包括以下过程：

3-1)协控总站获取到主站层上送的电网交、直流故障信息后，根据预先设定的离线控制策略表，制定控制策略和控制措施量。制定的控制措施量共包括四种类型，提高有功功率C_P+，降低有功功率C_P-，提高无功功率C_Q+，降低无功功率C_Q-。四种控制措施量中提高有功功率C_P+和降低有功功率C_P-不会同时出现，提高无功功率C_Q+和降低无功功率C_Q-不会同时出现。

3-2)风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+计算方法为：

3-3)风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-计算方法为：

3-4)风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-计算方法为：

3-5)风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+计算方法为：

3-6)风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+、风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-、风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-、风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+确定后，风电机组i的控制措施命令经过风电协控主站、风电场协控子站转发，下达至风电机组执行站。

步骤四：风电机组执行站根据控制命令，控制风点机组进行功率控制；

风电机组执行站接收到协控总站的命令后，控制风电机组进行功率控制。风电机组功率控制需要在100ms内执行功率到位。

步骤五：风电机组执行站根据风电机组执行情况，确定储能系统的调节量以控制储能系统功率。解决储能系统在紧急控制周期内风电机组最大可控措施量发生变化，可能造成控制措施不足或过量的问题。

具体包括以下过程：

4-1)风电机组执行站实时计算所有风电机组并网有功和无功功率执行情况，100ms后获取风电机组i控制后并网功率，包括风电机组i控制后并网有功功率P_rlci，风电机组i控制后并网无功功率Q_rlci。

4-2)计算总有功功率执行差值PC_rl。其中P_rli为控制前风电机组i并网有功功率。

4-3)计算总无功功率执行差值QC_rl。其中Q_rli为控制前风电机组i并网无功功率。

4-4)根据风电机组执行情况，确定储能系统的调节量：如果制定的控制措施量为提高有功功率C_P+，则储能系统提高有功功率C_CP+＝C_P+-PC_rl；如果制定的控制措施量为降低有功功率C_P-，则储能系统降低有功功率C_CP-＝C_P-+PC_rl；如果制定的控制措施量为提高无功功率C_Q+，则储能系统提高有功功率C_CQ+＝C_Q+-QC_rl；如果制定的控制措施量为降低无功功率C_Q-，则储能系统提高有功功率C_CQ-＝C_Q-+QC_rl。

本发明将风电机组控制纳入电网紧急控制体系，充分发挥了风电机组的控制能力，提高了紧急控制系统的协调性和精细控制水平，从整体上提高了过渡期特高压交直流混连电网安全稳定和电网控制管理精益化水平。

相应的，本发明还提供了一种风电机组参与电网紧急控制的装置，其特征是，紧急控制系统包括多个风电机组和储能系统，紧急控制装置包括控制措施量计算模块、风电机组措施量计算模块和储能系统调节量计算模块；

控制措施量计算模块，用于根据不同故障信息确定紧急控制系统的控制措施量；

风电机组措施量计算模块，用于将控制措施量分配至各风电机组，得到各风电机组对应的措施量；

储能系统调节量计算模块，用于根据各风电机组对措施量的执行情况，确定储能系统的调节量。

进一步的，风电机组措施量计算模块中，所述将控制措施量分配至各风电机组包括：

获取各风电机组的最大可控制措施量，得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量；

根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组。

进一步的，风电机组措施量计算模块中，所述获取各风电机组的最大可控制措施量得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量包括：

1)风电机组的最大可控措施量包含四类信息：风电机组可增加有功功率P₊、风电机组可降低有功功率P_-、风电机组可增加无功功率Q₊、风电机组可降低无功功率Q_-：

风电机组可增加有功功率P₊＝P_MPPT-P_rl，风电机组可降低有功功率P_-＝P_rl-P_min。风电机组可增加无功功率风电机组可降低无功功率

其中，P_MPPT为风电机组最大并网功率，P_rl为当前并网有功功率，P_min为风机最小并网有功功率，Q_rl为并网无功功率，U为风电机组当前并网电压，I_M为风机最大并网电流；

2)根据各风电机组最大可控措施量P₊、P_-、Q₊、Q_-数据，计算紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量：风电总可增加有功功率风电总可降低有功功率风电总可增加无功功率风电总可降低无功功率其中，P_i+、P_i-、Q_i+、Q_i-分别为风电机组i的可增加有功功率、可降低有功功率、可增加无功功率、可降低无功功率。

进一步的，风电机组措施量计算模块中，所述根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组：

1)控制措施量共包括四种类型，提高有功功率C_P+，降低有功功率C_P-，提高无功功率C_Q+，降低无功功率C_Q-；

2)风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+计算公式为：

风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-计算公式为：

风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-计算公式为：

风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+计算公式为：

根据以上公式确定风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+、风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-、风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-、风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+。

进一步的，储能系统调节量计算模块中，所述根据各风电机组对措施量的执行情况确定储能系统的调节量包括：

1)获取风电机组i控制后并网功率，包括风电机组i控制后并网有功功率P_rlci，风电机组i控制后并网无功功率Q_rlci；

2)计算总有功功率执行差值PC_rl，其中P_rli为控制前风电机组i并网有功功率；

3)计算总无功功率执行差值QC_rl，其中Q_rli为控制前风电机组i并网无功功率；

4)根据风电机组执行情况，确定储能系统的调节量：如果制定的控制措施量为提高有功功率C_P+，则储能系统提高有功功率C_CP+＝C_P+-PC_rl；如果制定的控制措施量为降低有功功率C_P-，则储能系统降低有功功率C_CP-＝C_P-+PC_rl；如果制定的控制措施量为提高无功功率C_Q+，则储能系统提高有功功率C_CQ+＝C_Q+-QC_rl；如果制定的控制措施量为降低无功功率C_Q-，则储能系统提高有功功率C_CQ-＝C_Q-+QC_rl。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风电机组参与电网紧急控制的方法，其特征是，包括以下过程：

根据不同故障信息确定紧急控制系统的控制措施量；所述紧急控制系统包括多个风电机组和储能系统；

将控制措施量分配至各风电机组，得到各风电机组对应的措施量；

根据各风电机组对措施量的执行情况，确定储能系统的调节量。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组参与电网紧急控制的方法，其特征是，所述将控制措施量分配至各风电机组包括：

获取各风电机组的最大可控制措施量，得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量；

根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组。

3.根据权利要求2所述的一种风电机组参与电网紧急控制的方法，其特征是，所述获取各风电机组的最大可控制措施量得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量包括：

1)风电机组的最大可控措施量包含四类信息：风电机组可增加有功功率P₊、风电机组可降低有功功率P_-、风电机组可增加无功功率Q₊、风电机组可降低无功功率Q_-：

风电机组可增加有功功率P₊＝P_MPPT-P_rl，风电机组可降低有功功率P_-＝P_rl-P_min。风电机组可增加无功功率风电机组可降低无功功率

其中，P_MPPT为风电机组最大并网功率，P_rl为当前并网有功功率，P_min为风机最小并网有功功率，Q_rl为并网无功功率，U为风电机组当前并网电压，I_M为风机最大并网电流；

2)根据各风电机组最大可控措施量P₊、P_-、Q₊、Q_-数据，计算紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量：风电总可增加有功功率风电总可降低有功功率风电总可增加无功功率风电总可降低无功功率其中，P_i+、P_i-、Q_i+、Q_i-分别为风电机组i的可增加有功功率、可降低有功功率、可增加无功功率、可降低无功功率。

4.根据权利要求3所述的一种风电机组参与电网紧急控制的方法，其特征是，根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组：

1)控制措施量共包括四种类型，提高有功功率C_P+，降低有功功率C_P-，提高无功功率C_Q+，降低无功功率C_Q-；

2)风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+计算公式为：

风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-计算公式为：

风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-计算公式为：

风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+计算公式为：

根据以上公式确定风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+、风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-、风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-、风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+。

5.根据权利要求1所述的一种风电机组参与电网紧急控制的方法，其特征是，所述根据各风电机组对措施量的执行情况确定储能系统的调节量包括：

1)获取风电机组i控制后并网功率，包括风电机组i控制后并网有功功率P_rlci，风电机组i控制后并网无功功率Q_rlci；

2)计算总有功功率执行差值PC_rl，其中P_rli为控制前风电机组i并网有功功率；

3)计算总无功功率执行差值QC_rl，其中Q_rli为控制前风电机组i并网无功功率；

4)根据风电机组执行情况，确定储能系统的调节量：如果制定的控制措施量为提高有功功率C_P+，则储能系统提高有功功率C_CP+＝C_P+-PC_rl；如果制定的控制措施量为降低有功功率C_P-，则储能系统降低有功功率C_CP-＝C_P-+PC_rl；如果制定的控制措施量为提高无功功率C_Q+，则储能系统提高有功功率C_CQ+＝C_Q+-QC_rl；如果制定的控制措施量为降低无功功率C_Q-，则储能系统提高有功功率C_CQ-＝C_Q-+QC_rl。

6.一种风电机组参与电网紧急控制的装置，其特征是，所述装置包括控制措施量计算模块、风电机组措施量计算模块和储能系统调节量计算模块；

控制措施量计算模块，用于根据不同故障信息确定紧急控制系统的控制措施量；所述紧急控制系统包括多个风电机组和储能系统；

风电机组措施量计算模块，用于将控制措施量分配至各风电机组，得到各风电机组对应的措施量；

储能系统调节量计算模块，用于根据各风电机组对措施量的执行情况，确定储能系统的调节量。

7.根据权利要求6所述的一种风电机组参与电网紧急控制的装置，其特征是，风电机组措施量计算模块中，所述将控制措施量分配至各风电机组包括：

获取各风电机组的最大可控制措施量，得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量；

根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组。

8.根据权利要求7所述的一种风电机组参与电网紧急控制的装置，其特征是，风电机组措施量计算模块中，所述获取各风电机组的最大可控制措施量得到紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量包括：

1)风电机组的最大可控措施量包含四类信息：风电机组可增加有功功率P₊、风电机组可降低有功功率P_-、风电机组可增加无功功率Q₊、风电机组可降低无功功率Q_-：

风电机组可增加有功功率P₊＝P_MPPT-P_rl，风电机组可降低有功功率P_-＝P_rl-P_min。风电机组可增加无功功率风电机组可降低无功功率

其中，P_MPPT为风电机组最大并网功率，P_rl为当前并网有功功率，P_min为风机最小并网有功功率，Q_rl为并网无功功率，U为风电机组当前并网电压，I_M为风机最大并网电流；

2)根据各风电机组最大可控措施量P₊、P_-、Q₊、Q_-数据，计算紧急控制系统中所有风电机组的最大可控措施量：风电总可增加有功功率风电总可降低有功功率风电总可增加无功功率风电总可降低无功功率其中，P_i+、P_i-、Q_i+、Q_i-分别为风电机组i的可增加有功功率、可降低有功功率、可增加无功功率、可降低无功功率。

9.根据权利要求8所述的一种风电机组参与电网紧急控制的装置，其特征是，风电机组措施量计算模块中，所述根据控制措施量与所有风电机组的最大可控措施量之间的大小关系，分不同情况将控制措施量分配至各风电机组：

1)控制措施量共包括四种类型，提高有功功率C_P+，降低有功功率C_P-，提高无功功率C_Q+，降低无功功率C_Q-；

2)风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+计算公式为：

风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-计算公式为：

风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-计算公式为：

风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+计算公式为：

根据以上公式确定风电机组i的提高有功控制措施量C_Pi+、风电机组i的降低有功控制措施量C_Pi-、风电机组i的降低无功控制措施量C_Qi-、风电机组i的提高无功控制措施量C_Qi+。

10.根据权利要求6所述的一种风电机组参与电网紧急控制的装置，其特征是，储能系统调节量计算模块中，所述根据各风电机组对措施量的执行情况确定储能系统的调节量包括：

1)获取风电机组i控制后并网功率，包括风电机组i控制后并网有功功率P_rlci，风电机组i控制后并网无功功率Q_rlci；

2)计算总有功功率执行差值PC_rl，其中P_rli为控制前风电机组i并网有功功率；

3)计算总无功功率执行差值QC_rl，其中Q_rli为控制前风电机组i并网无功功率；

4)根据风电机组执行情况，确定储能系统的调节量：如果制定的控制措施量为提高有功功率C_P+，则储能系统提高有功功率C_CP+＝C_P+-PC_rl；如果制定的控制措施量为降低有功功率C_P-，则储能系统降低有功功率C_CP-＝C_P-+PC_rl；如果制定的控制措施量为提高无功功率C_Q+，则储能系统提高有功功率C_CQ+＝C_Q+-QC_rl；如果制定的控制措施量为降低无功功率C_Q-，则储能系统提高有功功率C_CQ-＝C_Q-+QC_rl。