CN116799820B - 用于风电场的一次调频配置方法及风电场 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于风电场的一次调频配置方法及风电场，可以应用于风电机组并网发电技术领域。该方法包括：响应于频率扰动事件被触发，基于风电场在并网点输出的有功功率，得到有功功率曲线，其中，风电场配置有初始一次调频控制系数；基于有功功率曲线，确定风电场的一次调频响应参数；在一次调频响应参数不满足预设条件的情况下，基于有功功率曲线，确定目标调整规则；基于一次调频响应参数，利用目标调整规则调整初始一次调频控制系数，得到目标一次调频控制系数；以及利用目标一次调频控制系数配置风电场，以便风电场基于目标一次调频控制系数，向风电场的并网点输出支撑功率。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组并网发电技术领域，更具体地，涉及一种用于风电场的一次调频配置方法及风电场。
背景技术
随着风电、光伏等新能源的快速发展，新能源装机容量在电力系统中的渗透率不断增大，部分火电机组逐步退役或转为备用。但由于新能源机组发电出力具有随机性、波动性以及间歇性的特点，在发电功率与用电功率之间出现大幅值的不匹配时，新能源机组的有功功率支撑稳定性较差，会导致电网发生频率越限事故，影响电网的安全稳定运行。
在实现本发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下技术问题：当电网受到频率扰动时，由于风电机组的一次调频能力不足而导致电力系统存在发电侧有功功率支撑能力不佳、频率动态稳定性差等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于风电场的一次调频配置方法及风电场。
本发明的一个方面提供了一种用于风电场的一次调频配置方法，包括：响应于频率扰动事件被触发，基于风电场在并网点输出的有功功率，得到有功功率曲线，其中，上述风电场配置有初始一次调频控制系数；基于上述有功功率曲线，确定上述风电场的一次调频响应参数；在上述一次调频响应参数不满足预设条件的情况下，基于上述有功功率曲线，确定目标调整规则；基于上述一次调频响应参数，利用上述目标调整规则调整上述初始一次调频控制系数，得到目标一次调频控制系数；以及利用上述目标一次调频控制系数配置上述风电场，以便上述风电场基于上述目标一次调频控制系数，向上述风电场的并网点输出支撑功率。
根据本发明的实施例，上述基于上述一次调频响应参数，利用上述目标调整规则调整上述初始一次调频控制系数，得到目标一次调频控制系数，包括：基于上述一次调频响应参数和参数指标值，确定调整步长，其中，上述参数指标值是基于上述预设条件确定得到的；基于上述目标调整规则，从上述初始一次调频控制系数中确定待调整控制系数；以及基于上述调整步长，利用上述目标调整规则对上述初始一次调频控制系数包括的待调整控制系数进行调整，得到上述目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，上述基于上述调整步长，利用上述目标调整规则对上述初始一次调频控制系数包括的待调整控制系数进行调整，得到上述目标一次调频控制系数，包括：基于与上述待调整控制系数相关的临界控制系数，确定与上述待调整控制系数相关的多个备选控制系数；基于上述待调整控制系数与上述多个备选控制系数彼此之间的相似度，从上述多个备选控制系数中确定目标备选控制系数；利用上述目标调整规则，基于上述目标备选控制系数和上述调整步长，从上述多个备选控制系数中确定上述目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，上述基于上述有功功率曲线，确定目标调整规则，包括：基于上述有功功率曲线，确定目标故障项；以及从规则库包括的多个调整规则中确定与上述目标故障项对应的调整规则，作为上述目标调整规则。
根据本发明的实施例，上述初始一次调频控制系数包括初始惯性控制系数和初始下垂控制系数；其中，上述基于上述有功功率曲线，确定目标故障项，包括：基于上述有功功率曲线，确定与上述初始惯性控制系数相关的扰动瞬时功率和与上述初始下垂控制系数相关的一次调频支撑功率；以及基于上述扰动瞬时功率与第一预设功率的比较结果、和上述一次调频支撑功率与第二预设功率的比较结果，从多个预设故障项中确定上述目标故障项。
根据本发明的实施例，上述一次调频响应参数包括滞后时间、上升时间和调节时间；其中，上述预设条件包括：上述滞后时间小于第一预设时间；上述上升时间小于第二预设时间；以及上述调节时间小于第三预设时间。
根据本发明的实施例，上述一次调频响应参数包括一次调频响应动作时段内的一次调频出力响应合格率和一次调频贡献电量合格率；其中，上述预设条件包括：上述一次调频出力响应合格率和上述一次调频贡献电量合格率的算数平均值大于或者等于预设合格率。
根据本发明的实施例，上述风电场包括一次调频设备和惯量控制设备，上述目标一次调频控制系数包括目标下垂控制系数和目标惯性控制系数；其中，上述利用上述目标一次调频控制系数配置上述风电场，以便上述风电场基于上述目标一次调频控制系数，在频率扰动下向上述风电场的并网点输出支撑功率，包括：利用上述目标惯性控制系数配置上述惯量控制设备，以便上述惯量控制设备基于上述目标惯性控制系数，输出第一支撑功率，如公式（1）所示：
（1）；以及
利用上述目标下垂控制系数配置上述一次调频设备，以便上述一次调频设备基于上述目标下垂控制系数，输出第二支撑功率，如公式（2）所示：
（2）；
其中，在公式（1）~（2）中，表示上述第一支撑功率，P0表示上述风电场的额定功率，Kd表示上述目标惯性控制系数，/>表示上述第二支撑功率，f表示上述并网点的频率，fref表示频率参考值，Kp表示上述目标下垂控制系数，t表示上述惯量控制设备的响应时间。
根据本发明的实施例，上述方法还包括：在上述风电场处于运行状态的情况下，向上述风电场输入频率扰动信号，以触发上述频率扰动事件。
本发明的另一个方面提供了一种应用上述一次调频配置方法的风电场，包括：自动发电控制设备、一次调频设备、惯量控制设备、能量管理设备和风电机组；其中，上述自动发电控制设备被配置为向上述能量管理设备提供自动发电控制跟踪功率信号，上述能量管理设备被配置为基于风电场参考功率信号，向上述风电机组提供有功功率频率信号，上述风电机组被配置为向并网点输出有功功率，其中，上述有功功率包括上述风电场的额定功率、第一支撑功率和第二支撑功率；其中，在频率扰动事件被触发的情况下，上述惯量控制设备被配置为基于上述频率信号和惯性控制系数，向上述风电机组提供惯性控制信号，以便上述风电机组在上述并网点输出上述第一支撑功率；以及上述一次调频设备被配置为基于上述频率信号和下垂控制系数，向上述能量管理设备提供下垂控制信号，以便上述风电机组在上述并网点输出上述第二支撑功率。
根据本发明的实施例，在风电场感应到频率扰动后，通过利用当前输出的有功功率曲线确定风电场的一次调频响应参数，判断该参数是否满足预设条件设定目标调整规则，并利用该目标调整规则实现对一次调频控制系数进行自适应调整， 以实时地改善一次调频响应的动态特性和稳态特性，进而优化了风电场一次调频功能。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的用于风电场的一次调频配置方法的流程图；
图2示出了根据本发明实施例的确定目标一次调频控制系数的方法的流程图；
图3示出了根据本发明另一实施例的确定目标一次调频控制参数的方法的流程图；
图4示出了根据本发明的实施例的判断一次调频响应参数是否合格的方法的流程图；
图5示出了根据本发明另一实施例的一次调频系统优化方法的流程图；
图6示出了根据本发明又一实施例的一次调频系统优化方法的流程图；
图7示出了根据本发明再一实施例的一次调频系统优化方法的流程图；
图8示出了根据本发明再一实施例的一次调频系统优化方法的流程图；以及
图9示出了根据本发明实施例的应用一次调频配置方法的风电场的示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了上述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。
随着风电、光伏等新能源的快速发展，新能源装机容量在电力系统中的渗透率不断增大，部分火电机组逐步退役或转为备用。但由于新能源机组发电出力具有随机性、波动性以及间歇性的特点，在发电功率与用电功率之间出现大幅值的不匹配时，新能源机组的有功功率支撑稳定性较差，会导致电网发生频率越限事故，影响电网的安全稳定运行。
在相关技术中，一般通过增设虚拟同步机以及储能设备等方式实现风电场一次调频功能，但具有较高技术难度和所需费用。此外，现有技术还通过对风电场内的风电机组逐个进行技术改造，调节品质提升但增加了改造工作量。
在实现本发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下技术问题：当电网受到频率扰动时，由于风电机组的一次调频能力不足而导致电力系统存在发电侧有功功率支撑能力不佳、频率动态稳定性差等问题。
有鉴于此，本发明的实施例针对电网因受到持续频率扰动而造成一次调频系统的控制系数过大或过小都会造成系统震荡或响应时间过长等问题，通过利用当前输出的有功功率曲线确定风电场的一次调频响应参数，判断该参数是否满足预设条件设定目标调整规则，利用该目标调整规则实现对一次调频控制系数进行自适应调整，从而能够实时地改善一次调频响应的动态特性和稳态特性，进而改善了风电场一次调频功能。
具体地，本发明的实施例提供了一种用于风电场的一次调频配置方法和一种风电场。该方法包括响应于频率扰动事件被触发，基于风电场在并网点输出的有功功率，得到有功功率曲线，其中，风电场配置有初始一次调频控制系数；基于有功功率曲线，确定风电场的一次调频响应参数；在一次调频响应参数不满足预设条件的情况下，基于有功功率曲线，确定目标调整规则；基于一次调频响应参数，利用目标调整规则调整初始一次调频控制系数，得到目标一次调频控制系数；以及利用目标一次调频控制系数配置风电场，以便风电场基于目标一次调频控制系数，向风电场的并网点输出支撑功率。
需要说明的是，本发明实施例中的流程图所示的操作除非明确说明不同操作之间存在执行的先后顺序，或者不同操作在技术实现上存在执行的先后顺序，否则，多个操作之间的执行顺序可以不分先后，多个操作也可以同时执行。
图1示出了根据本发明实施例的用于风电场的一次调频配置方法的流程图。
如图1所示，该方法100包括操作S110~S150。
在操作S110，响应于频率扰动事件被触发，基于风电场在并网点输出的有功功率，得到有功功率曲线，其中，风电场配置有初始一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，一次调频是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，以限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。其中，该机组可以是风电机组、光伏电站、火电机组等。
根据本发明的实施例，在风电场处于运行状态的情况下，会由于并网机组的故障跳闸、直流联络线的故障闭锁等问题均会对电网频率造成较大冲击，造成频率扰动。当电网受到频率扰动时则会触发频率扰动事件。
根据本发明的实施例，风电场是利用多台大型并网式的风力发电机向电网供电的风电机组。
根据本发明的实施例，风电场可以具有有功功率调节能力和无功功率的控制能力，并且能够配置有功功率和无功功率的控制系统，接收并自动执行调度部门远方发送的功率控制信号。
根据本发明的实施例，风电场可以通过一次调频系统对有功功率进行配置，其中，一次调频系统配置有初始一次调频控制系数，通过控制初始一次调频控制系数可以实现对风电场有功功率的调节。
根据本发明的实施例，一次调频控制系数一般用于表征在一次调频控制系统中按照控制规律对控制器进行调节以优化系统性能的参数。常用的控制规律例如比例-积分-微分控制，对应的一次调频控制系数为比例系数、积分系数、微分系数。
根据本发明的实施例，并网点可以用于表征与公共电网直接连接的风电场升压变高压侧母线或节点。
根据本发明的实施例，风电场在并网点输出的功率可以包括有功功率和无功功率。风电场输出的有功功率曲线可以是风电机组输出的有功功率随时间变化的关系曲线。其中，该曲线是将时间作为自变量（X），有功功率作为因变量（Y），用于表示各个时间点输出的有功功率。
根据本发明的实施例，当电网受到频率扰动时即会触发频率扰动事件，通过风电场在并网点输出的有功功率与时间之间的关系，将风电场采集到的多个时间点对应的有功功率作为散点并进行拟合，即可获取到有功功率曲线。
在操作S120，基于有功功率曲线，确定风电场的一次调频响应参数。
根据本发明的实施例，一次调频响应参数可以用于表征一次调频系统的动态性能指标，例如响应时间、支撑功率、出力响应合格率等。
在操作S130，在一次调频响应参数不满足预设条件的情况下，基于有功功率曲线，确定目标调整规则。
根据本发明的实施例，预设条件可以根据一次调频响应性能的实际需求进行设置，预设条件可以包括预设时间阈值范围、预设判断规则，例如一次调频响应时间需满足0~5s、实际功率需等于理论功率等。
根据本发明的另一实施例，预设条件还可以根据一次调频响应参数信息确定。例如，一次调频响应参数包括参数P和参数Q，则预设条件可以根据上述参数设定其判断规则为P与Q的乘积需在范围[a，b]内，即可以表示为P×Q∈[a，b]。
根据本发明的实施例，目标调整规则可以是预设的模型训练规则、数据整定规则、人工智能规则等。例如，目标调整规则可以根据有功功率曲线中确定的一次调频响应参数设定，若一次调频响应参数表征当前存在误差，即要对该一次调频响应参数进行参数值调整，该调整方法即为当前的目标调整规则。
根据本发明的实施例，在确定一次调频响应参数之后，将该一次调频响应参数与预设条件进行比对，若匹配结果表征一次调频响应参数不满足预设条件，则可以根据有功功率曲线中的有功功率数据进行原因分析，并根据分析结果制定目标调整规则。
在操作S140，基于一次调频响应参数，利用目标调整规则调整初始一次调频控制系数，得到目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，目标一次调频控制系数可以用于表征利用目标调整规则对初始一次调频控制系数进行自适应调整后得到的一次调频控制系数。
在操作S150，利用目标一次调频控制系数配置风电场，以便风电场基于目标一次调频控制系数，向风电场的并网点输出支撑功率。
根据本发明的实施例，支撑功率用于为电网提供功率支撑，以抑制电网因受到频率扰动而产生的低频振荡。
根据本发明的实施例，基于自适应调整后的目标一次调频控制系数对风电场的一次调频系统进行配置，经过配置后的风电场输出的有功功率即为支撑功率。
根据本发明的实施例，在触发频率扰动事件时，通过利用当前输出的有功功率曲线确定风电场的一次调频响应参数，判断该参数是否满足预设条件设定目标调整规则，并利用该目标调整规则实现对一次调频控制系数进行自适应调整，以实时地改善一次调频响应的动态特性和稳态特性，进而优化了风电场一次调频功能。
图2示出了根据本发明实施例的确定目标一次调频控制系数的方法的流程图。
如图2所示，该方法200包括操作S210~S230。
在操作S210，基于一次调频响应参数和参数指标值，确定调整步长，其中，参数指标值是基于预设条件确定得到的。
根据本发明的实施例，参数指标值可以是一种用于表征一次调频系统的稳定性、快速性、准确性的参考度量值，例如参考调节时间、理论计算功率等，每个一次调频参数可以对应一个或多个参数指标值。
根据本发明的实施例，参数指标值可以根据一次调频响应参数的预设条件所确定。
根据本发明的实施例，步长可以表征控制系统模型的精度，可以用于对控制系统性能指标进行自适应调整，通常步长越小精度越高，调整步长可以为正整数。
根据本发明的实施例，调整步长可以根据一次调频响应参数和参数指标值之间的误差大小进行取值，其中，调整步长与误差成正比关系。
在操作S220，基于目标调整规则，从初始一次调频控制系数中确定待调整控制系数。
根据本发明的实施例，待调整控制系数可以是根据一次调频系统所选取的控制方式中对频率进行调节控制的控制系数。
根据本发明的实施例，根据上述设定的目标调整规则，选择出需要进行调整的控制系数作为待调整控制系数。
在操作S230，基于调整步长，利用目标调整规则对初始一次调频控制系数包括的待调整控制系数进行调整，得到目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，可以利用一次调频响应参数和参数指标值之间的误差大小所选出的调整步长，根据目标调整规则中设定的调整方式对待调整控制系数进行调整，调整后的控制系数即为目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，通过根据一次调频响应参数和参数指标值之间的误差，自适应地确定调整步长，并基于有功功率曲线包括的有功功率信息，确定需要进行调整的待调整控制系数，利用调整步长实现了对待调整控制系数的自适应调整，从而可以通过调整后的目标一次调频控制系数以优化一次调频控制系统的响应性能。
图3示出了根据本发明另一实施例的确定目标一次调频控制参数的方法的流程图。
如图3所示，该方法300包括操作S310~S330。
在操作S310，基于与待调整控制系数相关的临界控制系数，确定与待调整控制系数相关的多个备选控制系数。
根据本发明的实施例，临界控制系数可以用于表征在系统达到临界稳定时待调整控制系数对应的控制系数。
根据本发明的实施例，备选控制系数可以用于表征基于临界控制系数得到的多个控制系数。具体地，基于多个临界控制系数可以确定一个或多个数值区间，通过对一个或多个数值区间分别进行数值处理，可以得到多个控制系数。其中，数值处理方法可以包括等距插值法、差分法、有限元法等。例如，采用等距插值法对临界控制系数进行数值处理。
根据本发明的一具体实施例，可以在下垂控制系数的最大值和最小值之间完成等距插值，例如，下垂控制系数的最大值可以表示为Kpx，下垂控制系数的最小值可以表示为Kpn，在Kpn与Kpx之间经过等距插值后可以形成n个参数f(i)，其中，n的数目可以是多个，i可以表示为n个参数的序号，具体如表1所示。
根据本发明的实施例，在惯性控制系数的最大值和最小值之间完成等距插值，例如，惯性控制系数最大值可以表示为Kdx，惯性控制系数最小值可以表示为Kdn，在Kdn与Kdx之间经过等距插值后可以形成n个参数g(j)，其中，j可以表示为n个参数的序号，经过等距插值后可以形成n个值如表2所示。
根据本发明的一具体实施例，表1和表2中的数据可以作为所确定的多个备选控制系数，即对与下垂控制系数和惯性控制系数相关的临界控制系数通过等距插值所确定的备选控制系数。
在操作S320，基于待调整控制系数与多个备选控制系数彼此之间的相似度，从多个备选控制系数中确定目标备选控制系数。
根据本发明的实施例，目标备选控制系数可以用于表征在多个备选控制系数中选出的与待调整控制系数之间相似度最大的备选控制系数。
根据本发明的实施例，相似度一般可以用欧式距离表示，欧式距离是用于衡量多维空间中两点之间的绝对距离，欧氏距离越近，相似度越大。例如，备选控制系数可以是指从多个备选控制系数中选出的与调整控制系数之间直线距离最近的控制系数作为目标备选控制系数。
根据本发明的一具体实施例，可以通过如下方式确定目标备选控制系数。例如，根据风电场实际情况，在不造成风电场失稳的前提下，整定下垂控制系数和惯性控制系数的临界控制系数，其中下垂控制系数可以表示为Kp，惯性控制系数可以表示为Kd。
在操作S330，利用目标调整规则，基于目标备选控制系数和调整步长，从多个备选控制系数中确定目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，根据目标调整规则，在目标备选控制系数中按照调整步长从多个备选控制系数中选出需要调整的一次调频控制系数作为目标一次调频控制系数。
例如，根据上述具体实施例的表1和表2，确定与当前待调整控制系数欧式距离最近的控制系数作为目标备选控制系数，并可获取目标备选控制系数的序号i和j。根据目标调整规则，在目标备选控制系数中按照调整步长从多个备选控制系数中选出需要调整的一次调频控制系数作为目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，通过插值的方式，可以从基于两个临界控制系数确定的区间内确定多个备选控制系数，之后，可以根据调整步长，基于原本的待调整控制系数来确定新的控制系数，从而实现对一次调频控制系数的调整。
根据本发明的实施例，基于有功功率曲线，确定目标调整规则，包括：基于有功功率曲线，确定目标故障项；从规则库包括的多个调整规则中确定与目标故障项对应的调整规则为目标调整规则。
根据本发明的实施例，目标故障项可以用于表征一次调频系统中存在故障的原因。其中，可以通过系统输出的有功功率曲线上所获取的支撑功率数据与预设功率进行比较从而判断是否存在故障及故障具体原因。例如可以是将有功功率曲线上获取的一次调频支撑功率与理论计算功率进行比较，判断是否存在误差，若存在误差，再对误差大小进行比较，即可将比较结果作为目标故障项。
根据本发明的实施例，规则库中包括多种调整规则，例如功率调整规则、速率调整规则、响应时间调整规则等，规则库可以为目标故障项提供对应的调整规则。例如，在一次调频控制系统中，对于一次调频支撑功率与理论计算功率之间存在的稳态误差，可以通过规则库中的功率调整规则对影响支撑功率的控制系数进行调整。
根据本发明的实施例，通过从有功功率曲线中获取故障原因即目标故障项，再通过目标调整规则对目标故障项对应的控制参数进行调整，以实现对控制参数调整规则的精准匹配，从而优化控制参数，以提升一次调频系统的响应能力。
根据本发明的实施例，初始一次调频控制系数包括初始惯性控制系数和初始下垂控制系数；基于有功功率曲线，确定目标故障项，包括：基于有功功率曲线，确定与初始惯性控制系数相关的扰动瞬时功率和与初始下垂控制系数相关的一次调频支撑功率；以及分别基于扰动瞬时功率与第一预设功率的比较结果、和一次调频支撑功率与第二预设功率的比较结果，从多个预设故障项中确定目标故障项。
根据本发明的实施例，初始一次调频控制系数可以用于表征一次调频控制系统中用于对风电机组有功功率实现调节控制的控制系数。一次调频控制系数可以包括下垂控制系数、惯性控制系数、转矩控制系数、超速减载控制系数等。
根据本发明的实施例，一次调频控制系统可以采用下垂控制和惯量控制为系统提供功率支撑，因此，初始一次调频控制系数可以包括初始惯性控制系数和初始下垂控制系数。
根据本发明的实施例，下垂控制可以用于模拟同步机的有功功率静态频率特性曲线，对发电机组的有功功率做出适当调整。例如，在一次调频控制系统中采用下垂控制可以用于在风电场受到频率扰动后对频率偏差进行控制，以实现对有功功率的稳定支撑。其中，在下垂控制中，通过控制下垂控制系数以实现风电场有功功率的比例调节。
根据本发明的实施例，一次调频控制系统中采用惯量控制可以用于在风电场受到频率扰动瞬间利用微分环节对频率偏差变化率进行控制，从而抑制频率的快速变化，在频率扰动初期一次调频功能尚未启动时能够提供短时大幅度的有功功率支撑。其中，在惯量控制中，通过控制惯性控制系数以实现风电场有功功率的微分控制。
根据本发明的实施例，一次调频支撑功率可以用于表征一次调频控制系统通过采用下垂控制在风电场受到频率扰动提供的支撑功率。
根据本发明的实施例，扰动瞬时功率可以用于表征一次调频控制系统通过采用惯量控制在风电场受到频率扰动瞬间提供的短时大幅度的支撑功率。
根据本发明的实施例，第一预设功率可以用于表征风电场的理论最大出力。
根据本发明的实施例，第二预设功率可以用于表征风电场的理论计算功率。
根据本发明的实施例，对风电场的扰动瞬时功率与第一预设功率即理论最大出力的功率大小、对风电场的一次调频支撑功率与第二预设功率即理论计算功率的功率大小进行比较，根据得到的比较结果可以从多个预设故障项中选出目标故障项。例如，根据上述比较过程确定的目标故障项可以如表3所示。
根据本发明的一具体实施例，可以根据表1和表2确定的目标备选控制系数，对应于表3中的目标故障项，选择出合适的目标调整规则。其中，目标故障项的故障原因可以包括：扰动瞬间功率的支撑最大出力大于理论最大出力；扰动瞬间功率的支撑最大出力小于理论最大出力；一次调频支撑功率稳态误差大，且一次调频支撑功率大于理论计算功率；一次调频支撑功率稳态误差大，且一次调频支撑功率小于理论计算功率。其中，k可以表示多个原因的序号，具体如表4所示。
根据本发明的一具体实施例，表4中均为正整数，具体取值可根据目标故障项的误差大小进行调整。一般地，误差越大，/>的取值越大。
根据本发明的实施例，一次调频控制系统通过采用下垂控制和惯量控制为系统提供功率支撑，并控制初始一次调频控制系数即初始惯性控制系数和初始下垂控制系数以改善风电场的一次调频性能，进一步优化了一次调频的效果。
根据本发明的实施例，一次调频响应参数包括滞后时间、上升时间和调节时间。
根据本发明的实施例，预设条件包括：滞后时间小于第一预设时间；上升时间小于第二预设时间；调节时间小于第三预设时间。
根据本发明的实施例，一次调频响应参数可以包括一次调频响应时间。其中，一次调频响应时间包括滞后时间、上升时间和调节时间。
根据本发明的实施例，滞后时间可以用于表征运行机组从电网频率越过该机组一次调频的死区开始，到该机组的负荷开始变化所需的时间。
根据本发明的实施例，上升时间可以用于表征电网频率变化超过机组一次调频死区时开始，到一次调频的负荷调整幅度达到理论计算的一次调频的最大负荷调整幅度的90%所需的时间。
根据本发明的实施例，调节时间可以用于表征电网频率变化超过机组一次调频死区时开始，到机组实际出力与响应目标偏差的平均值在理论计算的调整幅度的±5%内所需的时间。
根据本发明的实施例，在一次调频响应参数不满足预设条件的情况下，基于有功功率曲线确定目标调整规则。其中，上述预设条件包括：滞后时间小于第一预设时间，上升时间小于第二预设时间，调节时间小于第三预设时间。
根据本发明的实施例，通过将一次调频响应参数与预设条件进行比对，得到判断结果，判断结果若为一次调频响应参数同时满足该预设条件，则可以表征该一次调频响应参数合格，即一次调频系统的响应参数不需要调整；判断结果若为一次调频响应参数不满足该预设条件，则表征一次调频响应参数不合格，即需要通过有功功率曲线判断目标故障项，并确定对应的目标调整规则对控制系数进行整定。
根据本发明的实施例，上述预设时间可以根据电网指标针对不同应用场景进行设置。例如，针对滞后时间的第一预设时间可以设置为1-2s。
根据本发明的实施例，在将一次调频响应参数与预设条件进行比对之后，预设条件还可以包括根据逻辑计算所设定的一判断条件。
根据本发明的实施例，判断条件可以例如：当滞后时间小于第一预设时间时输出为1，反之输出为0；当上升时间小于第二预设时间时输出为1，反之输出为0；当调节时间小于第三预设时间时输出为1，反之输出为0，通过三者输出的乘积是否小于1来判断是否满足预设条件，从而判断是否合格，若不合格则通过有功功率曲线判断目标故障项，并确定对应的目标调整规则对控制系数进行整定。
图4示出了根据本发明的实施例的判断一次调频响应参数是否合格的方法的流程图。
如图4所示，该方法400包括操作S401~S413。
根据本发明的实施例，在获取有功功率曲线之后，执行操作S401，对一次调频响应参数进行分析。通过分析分别可以获得滞后时间、上升时间、调节时间，在操作S402中，判断滞后时间是否小于第一预设时间，若为是，则执行操作S403输出A=1，若为否，则执行操作S404输出A=0；在操作S405中，判断上升时间是否小于第二预设时间，若为是，则执行操作S406输出B=1，若为否，则执行操作S407输出B=0；在操作S408中，判断调节时间是否小于第三预设时间，若为是，则执行操作S409输出C=1，若为否，则执行操作S410输出C=0，其中A、B、C均为标量值，标量值A可以表示为判断操作S402即判断滞后时间是否小于第一预设时间的判断结果，标量值B可以表示为判断操作S405即判断上升时间是否小于第二预设时间的判断结果，标量值C可以表示为判断操作S408即判断调节时间是否小于第三预设时间的判断结果。
根据本发明的实施例，在获取到输出的标量值之后，执行判断操作S411，输出的标量值的乘积A*B*C是否小于1，若为是，则执行S412，输出判断结果为不合格，若为否，则执行S413，输出判断结果为合格。
根据本发明的实施例，通过将一次调频响应参数与预设条件进行比对，利用判断结果确定一次调频响应参数是否满足预设条件，从而进一步确定是否需要对一次调频控制系统的控制参数进行适应性调整，以提高一次调频系统调频功能的精确度。
根据本发明的实施例，一次调频响应参数包括一次调频响应动作时段内的一次调频出力响应合格率和一次调频贡献电量合格率。
根据本发明的实施例，预设条件包括：一次调频出力响应合格率和一次调频贡献电量合格率的算数平均值大于或者等于预设合格率。
根据本发明的实施例，一次调频响应参数还可以包括一次调频响应动作时段内的一次调频出力响应合格率和一次调频贡献电量合格率。
根据本发明的实施例，一次调频出力响应合格率可以用于表征在频率变化超过一次调频死区下限（或上限）开始至并网主体一次调频应动作时间内，机组实际最大出力调整量占理论最大出力调整量的百分比。
根据本发明的实施例，一次调频贡献电量合格率在频率变化超过一次调频死区下限（或上限）开始至并网主体一次调频应动作时间内，机组一次调频实际贡献电量占理论贡献电量的百分比。
根据本发明的实施例，预设条件还可以包括一次调频出力响应合格率和一次调频贡献电量合格率的算数平均值大于或者等于预设合格率。经过判断，若满足该预设条件，则可以表征该一次调频系统响应参数对应的控制系数不需要调整；判断结果若不满足该预设条件，则通过有功功率曲线判断目标故障项，并确定对应的目标调整规则。
根据本发明的实施例，上述预设合格率可以根据电网指标针对不同应用场景进行设置。
本发明的实施例将对一次调频出力响应合格率和一次调频贡献电量合格率的算数平均值与预设合格率进行比对，通过判断结果确定基于有功功率曲线获得的合格率是否满足预设条件，从而确定是否需要对一次调频控制系统的控制参数进行适应性调整，以优化系统的响应功能。
根据本发明的实施例，风电场包括一次调频设备和惯量控制设备，目标一次调频控制系数包括目标下垂控制系数和目标惯性控制系数。
根据本发明的实施例，利用目标一次调频控制系数配置风电场，以便风电场基于目标一次调频控制系数，向风电场的并网点输出支撑功率，包括：
利用目标惯性控制系数配置惯量控制设备，以便惯量控制设备基于目标惯性控制系数，输出第一支撑功率，如公式（1）所示：
（1）；
利用目标下垂控制系数配置一次调频设备，以便一次调频设备基于目标下垂控制系数，输出第二支撑功率，如公式（2）所示：
（2）；
其中，在公式（1）~（2）中，表示第一支撑功率，P0表示风电场的额定功率，Kd表示目标惯性控制系数，/>表示第二支撑功率，f表示并网点的频率，fref表示频率参考值，Kp表示目标下垂控制系数，t表示惯量控制设备的响应时间。
根据本发明的实施例，风电场包括一次调频设备和惯量控制设备，其中，一次调频设备可以采用下垂控制控制目标下垂控制系数以实现风电场有功功率的比例调节。惯量控制设备可以用于采用惯量控制通过控制目标惯性控制系数以实现风电场有功功率的微分控制。
根据本发明的实施例，目标一次调频控制系数包括目标下垂控制系数和目标惯性控制系数，目标下垂控制系数和目标惯性控制系数是指在利用目标调整规则对初始一次调频控制系数进行调整后所得到的控制系数。
根据本发明的实施例，第一支撑功率可以用于表征当惯量控制装置采用微分控制时，利用目标惯性控制系数配置惯量控制设备以提供风电场在扰动瞬间的短时大幅度支撑功率。根据本发明的一具体实施例，如公式（1）所示，Kd越大，意味着该风电场的“虚拟惯量”较大，在频率变化瞬间惯量控制装置给出的功率支撑较大，频率变化率较小，频率突破临界值的概率很小，但是此时风电场一次调频部分介入时间较晚，会造成频率恢复速度较慢的问题，无法很好的发挥一次调频动作快的优势；Kd越小，意味着该风电场的“虚拟惯量”较小，在频率变化瞬间惯量控制环节给出的功率支撑较小，频率变化率较大，频率突破临界值的概率很大，没有很好的起到频率变化初期大变化率情况下快速支撑功率的作用。
根据本发明的实施例，第二支撑功率可以用于表征当一次调频装置采用下垂控制时，利用目标下垂控制系数配置一次调频设备以提供风电场在受到频率扰动后提供的支撑功率。
根据本发明的一具体实施例，如公式（2）所示，Kp越大，单位频率波动引起的功率支撑越大，但大幅的功率支撑可能会加大系统的振荡，给系统带来稳定性隐患；Kp越小，单位频率波动引起的功率支撑越小，虽然不会带来震荡问题，但是单位频率波动引起的功率支撑较小，可能无法提供足够的电网所需的调频功率，从而无法快速的抑制频率持续下跌或上升。
根据本发明的实施例，第一支撑功率和第二支撑功率均可以表征在额定功率或当前运行功率的基础上的功率变化量。
根据本发明的实施例，在利用目标一次调频控制系数配置风电场之前，对风电场进行判断其是否需要配置一次调频系统，若风电场为存量风电场，则需要配置一次调频系统，若风电场为增量风电场，则不需要配置一次调频系统。
本发明的实施例利用一次调频控制系统完成并网点的有功功率的惯量控制和下垂控制，并通过计算得到第一支撑功率和第二支撑功率，在对控制系统的控制系数进行整定后能够为系统提供可靠的功率支撑，以提高一次调频系统的控制性能。
根据本发明的实施例，该方法还包括：在风电场处于运行状态的情况下，向风电场输入频率扰动信号，以触发频率扰动事件。
根据本发明的实施例，在风电场处于运行状态的情况下，由于并网机组的故障跳闸、直流联络线的故障闭锁等问题均会对电网频率造成较大冲击，当电网受到来自故障导致的扰动冲击时便会触发频率扰动事件。
根据本发明的实施例，本发明还可以应用于在风电场进行调试时对一次调频控制系数进行整定的应用场景，因此在进行测试时向风电场输入频率扰动信号也可以触发频率扰动事件。
图5示意性示出了根据本发明另一实施例的一次调频系统优化方法的流程图。
如图5所示，该方法500包括操作S501~S517。
根据本发明的实施例，执行操作S501，当频率扰动事件被触发后，获取有功功率曲线。在获取到有功功率曲线之后执行操作S502，根据有功功率曲线确定一次调频响应参数，并执行操作S503，对一次调频响应参数进行分析。
根据本发明的实施例，对一次调频响应参数进行分析之后，可以获取滞后时间、上升时间、调节时间，在操作S504中，判断滞后时间是否小于第一预设时间，若为是，则执行操作S507输出A=1，若为否，则执行操作S508输出A=0；在操作S505中，判断上升时间是否小于第二预设时间，若为是，则执行操作S509输出B=1，若为否，则执行操作S510输出B=0；在操作S506中，判断调节时间是否小于第三预设时间，若为是，则执行操作S511输出C=1，若为否，则执行操作S512输出C=0，其中A、B、C均为标量值，标量值A可以表示为判断操作S504即判断滞后时间是否小于第一预设时间的判断结果，标量值B可以表示为判断操作S505即判断上升时间是否小于第二预设时间的判断结果，标量值C可以表示为判断操作S506即判断调节时间是否小于第三预设时间的判断结果。
根据本发明的实施例，在获取到操作S504~S506输出的输出值后，执行判断操作S513，输出的标量值的乘积A*B*C是否小于1，若为否，则执行S514，利用目标一次调频控制系数配置风电场，向风电场的并网点输出支撑功率；若为是，则表征一次调频响应参数不合格，执行S515，针对风电场实际情况，完成Kp和Kd的临界控制系数整定，通过执行操作S516在临界控制系数的最大值和最小值之间完成等距插值，形成的n个值作为多个备选控制系数，通过执行操作S517依据目标调整规则，调整目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，在对目标一次调频控制系数进行调整之后，重新执行S501获取有功功率曲线，并进行重新判断。
图6示意性示出了根据本发明又一实施例的一次调频系统优化方法的流程图。
如图6所示，该方法600包括操作S601~S608。
根据本发明的实施例，当频率扰动事件被触发后，执行操作S601，获取有功功率曲线，在获取到有功功率曲线之后执行操作S602，根据有功功率曲线确定一次调频响应参数，并执行操作S603，对一次调频响应参数进行分析。其中，在操作S603中，Ir表示一次调频出力响应合格率，Ic表示一次调频贡献电量合格率。
根据本发明的实施例，对一次调频响应参数进行分析之后，可以获取一次调频出力响应合格率和贡献电量合格率，并执行判断操作S604 ，判断一次调频出力响应合格率和贡献电量合格率的算数平均值是否小于预设值a%，若为否，则执行S605，利用当前的目标一次调频控制系数配置风电场，向风电场的并网点输出支撑功率；若为是，则表征一次调频响应参数不合格，执行S606，针对风电场实际情况，完成Kp和Kd的临界控制系数整定，通过执行操作S607在临界控制系数的最大值和最小值之间完成等距插值，形成的n个值作为多个备选控制系数，通过执行操作S608依据目标调整规则，调整目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，根据调整后的目标一次调频控制系数，重新执行S601获取有功功率曲线，并进行重新判断。
图7示意性示出了根据本发明再一实施例的一次调频系统优化方法的流程图。
如图7所示，该方法700包括操作S701~S718。
根据本发明的实施例，执行操作S701，当频率扰动事件被触发后，获取有功功率曲线。在获取到有功功率曲线之后执行操作S702，根据有功功率曲线确定一次调频响应参数，并执行操作S703，对一次调频响应参数进行分析。
根据本发明的实施例，对一次调频响应参数进行分析之后，可以获取滞后时间、上升时间、调节时间以及一次调频出力响应合格率和贡献电量合格率，在操作S704中，判断滞后时间是否小于第一预设时间，若为是，则执行操作S707输出A=1，若为否，则执行操作S708输出A=0；在操作S705中，判断上升时间是否小于第二预设时间，若为是，则执行操作S709输出B=1，若为否，则执行操作S710输出B=0；在操作S706中，判断调节时间是否小于第三预设时间，若为是，则执行操作S711输出C=1，若为否，则执行操作S712输出C=0，其中A、B、C均为标量值，标量值A可以表示为判断操作S704即判断滞后时间是否小于第一预设时间的判断结果，标量值B可以表示为判断操作S705即判断上升时间是否小于第二预设时间的判断结果，标量值C可以表示为判断操作S706即判断调节时间是否小于第三预设时间的判断结果。
分别执行判断操作S704~S706，经过判断后将执行操作S707输出对应的输出值。在获取到经过判断操作S704~S706输出的标量值和S713计算的一次调频出力响应合格率和贡献电量合格率的算数平均值之后，执行判断操作S714，判断输出值的乘积A*B*C是否小于1或一次调频出力响应合格率和贡献电量合格率的数平均值是否小于预设值a%，若为否，则执行S715，利用目标一次调频控制系数配置风电场，向风电场的并网点输出支撑功率；若为是，则表征一次调频响应参数不合格，执行S716，针对风电场实际情况，完成Kp和Kd的临界控制系数整定，通过执行操作S717在临界控制系数的最大值和最小值之间完成等距插值，形成的n个值作为多个备选控制系数，通过执行操作S718依据目标调整规则，调整目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，根据调整后的目标一次调频控制系数，重新执行S701获取有功功率曲线，并进行重新判断。
图8示意性示出了根据本发明再一实施例的一次调频系统优化方法的流程图。
如图8所示，该方法800包括操作S801~S819。
根据本发明的实施例，执行操作S801，当频率扰动事件被触发后，获取有功功率曲线.在获取到有功功率曲线之后执行操作S802，根据有功功率曲线确定一次调频响应参数，并执行操作S803，对一次调频响应参数进行分析。
根据本发明的实施例，对一次调频响应参数进行分析之后，可以获取滞后时间、上升时间、调节时间，在操作S804中，判断滞后时间是否小于第一预设时间，若为是，则执行操作S807输出A=1，若为否，则执行操作S808输出A=0；在操作S805中，判断上升时间是否小于第二预设时间，若为是，则执行操作S809输出B=1，若为否，则执行操作S810输出B=0；在操作S806中，判断调节时间是否小于第三预设时间，若为是，则执行操作S811输出C=1，若为否，则执行操作S812输出C=0，其中A、B、C均为标量值，标量值A可以表示为判断操作S804即判断滞后时间是否小于第一预设时间的判断结果，标量值B可以表示为判断操作S805即判断上升时间是否小于第二预设时间的判断结果，标量值C可以表示为判断操作S806即判断调节时间是否小于第三预设时间的判断结果。
根据本发明的实施例，在获取到操作S804~S806输出的标量值后，执行判断操作S813，输出的标量值的乘积A*B*C是否小于1，若为是，则表征一次调频响应参数不合格，执行操作S817，若为否，则执行操作S814，计算一次调频出力响应合格率和贡献电量合格率，并通过判断操作S815判断一次调频出力响应合格率和贡献电量合格率的算术平均值是否小于预设值a%，经过S815判断若为否，则执行操作S816，利用目标一次调频控制系数配置风电场，向风电场的并网点输出支撑功率；若为是，则执行操作S817。
根据本发明的实施例，通过执行操作S817针对风电场实际情况，完成Kp和Kd的临界控制系数整定，通过执行操作S818在临界控制系数的最大值和最小值之间完成等距插值，形成的n个值作为多个备选控制系数，通过执行操作S819依据目标调整规则，调整目标一次调频控制系数。
根据本发明的实施例，根据调整后的目标一次调频控制系数，重新执行S801获取有功功率曲线，并进行重新判断。
图9示意性示出了根据本发明实施例的应用一次调频配置方法的风电场的示意图。
如图9所示，风电场900包括自动发电控制设备910、一次调频设备920、惯量控制设备930、能量管理设备940和风电机组950。
根据本发明的实施例，自动发电控制设备910被配置为向能量管理设备940提供自动发电控制跟踪功率信号△P0，即额定功率信号，能量管理设备940被配置为基于风电场参考功率信号△Pref，向风电机组950中的每台风电设备提供有功功率的频率信号，风电机组950被配置为向并网点输出有功功率。
根据本发明的实施例，在频率扰动事件被触发的情况下，惯量控制设备930被配置为基于频率信号和惯性控制系数，向风电机组950提供惯性控制信号，以便风电机组950在并网点输出第一支撑功率。
根据本发明的实施例，一次调频设备920被配置为基于频率信号和下垂控制系数，向能量管理设备940提供下垂控制信号，以便风电机组950在并网点输出第二支撑功率。
根据本发明的实施例，具体地，如图9所示，f表示并网点的频率， fref表示频率参考值，当频率扰动事件被触发时，根据扰动频率即并网点的频率和频率参考值之间的偏差经过死区输入到下垂控制设备中，经过下垂控制中的初始一次调频控制系数即比例控制对频率偏差进行控制，提供下垂控制信号△Pf，并与自动发电控制跟踪功率信号△P0相加，得到风电场参考功率信号△Pref，根据风电场参考功率信号得到有功功率曲线，并将风电场参考功率信号△Pref及有功功率曲线中的参数配置到能量管理设备940中的有功功率控制器中。经过有功功率控制器的控制作用将输出的功率输入到能量管理设备940中的功率分配单元中，经过功率分配单元将有功功率控制器输出的功率分配到风电机组950的多台风电设备中，最后风电机组950在并网点即电网端输出第一支撑功率和第二支撑功率为风电场提供功率支撑。
根据本发明的实施例，具体地，上述操作S120~S140即基于有功功率曲线，确定风电场的一次调频响应参数，在一次调频响应参数不满足预设条件的情况下，基于有功功率曲线，确定目标调整规则，基于一次调频响应参数，利用目标调整规则调整初始一次调频控制系数，得到目标一次调频控制系数均可以由风电场的控制端执行，该控制端可以接收到有功功率曲线，得到的目标一次调频控制系数可以返回给一次调频设备及惯量控制设备中。
根据本发明的实施例，上述操作S150即利用目标一次调频控制系数配置风电场，以便风电场基于目标一次调频控制系数，向风电场的并网点输出支撑功率可以由风电场的能量管理设备940执行。
根据本发明的实施例，该风电场可应用于上述任意实施例中。
本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。
Claims (8)
1.一种用于风电场的一次调频配置方法，其特征在于，包括：
响应于频率扰动事件被触发，基于风电场在并网点输出的有功功率，得到有功功率曲线，其中，所述风电场配置有初始一次调频控制系数；
基于所述有功功率曲线，确定所述风电场的一次调频响应参数；
在所述一次调频响应参数不满足预设条件的情况下，基于所述有功功率曲线，确定目标调整规则；
基于所述一次调频响应参数，利用所述目标调整规则调整所述初始一次调频控制系数，得到目标一次调频控制系数；以及
利用所述目标一次调频控制系数配置所述风电场，以便所述风电场基于所述目标一次调频控制系数，向所述风电场的并网点输出支撑功率；
其中，所述基于所述有功功率曲线，确定目标调整规则，包括：
基于所述有功功率曲线，确定目标故障项；以及
从规则库包括的多个调整规则中确定与所述目标故障项对应的调整规则，作为所述目标调整规则；
其中，所述初始一次调频控制系数包括初始惯性控制系数和初始下垂控制系数；
其中，所述基于所述有功功率曲线，确定目标故障项，包括：
基于所述有功功率曲线，确定与所述初始惯性控制系数相关的扰动瞬时功率和与所述初始下垂控制系数相关的一次调频支撑功率；以及
基于所述扰动瞬时功率与第一预设功率的比较结果、和所述一次调频支撑功率与第二预设功率的比较结果，从多个预设故障项中确定所述目标故障项。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述一次调频响应参数，利用所述目标调整规则调整所述初始一次调频控制系数，得到目标一次调频控制系数，包括：
基于所述一次调频响应参数和参数指标值，确定调整步长，其中，所述参数指标值是基于所述预设条件确定得到的；
基于所述目标调整规则，从所述初始一次调频控制系数中确定待调整控制系数；以及
基于所述调整步长，利用所述目标调整规则对所述初始一次调频控制系数包括的待调整控制系数进行调整，得到所述目标一次调频控制系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述调整步长，利用所述目标调整规则对所述初始一次调频控制系数包括的待调整控制系数进行调整，得到所述目标一次调频控制系数，包括：
基于与所述待调整控制系数相关的临界控制系数，确定与所述待调整控制系数相关的多个备选控制系数；
基于所述待调整控制系数与所述多个备选控制系数彼此之间的相似度，从所述多个备选控制系数中确定目标备选控制系数；
利用所述目标调整规则，基于所述目标备选控制系数和所述调整步长，从所述多个备选控制系数中确定所述目标一次调频控制系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一次调频响应参数包括滞后时间、上升时间和调节时间；
其中，所述预设条件包括：
所述滞后时间小于第一预设时间；
所述上升时间小于第二预设时间；以及
所述调节时间小于第三预设时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一次调频响应参数包括一次调频响应动作时段内的一次调频出力响应合格率和一次调频贡献电量合格率；
其中，所述预设条件包括：
所述一次调频出力响应合格率和所述一次调频贡献电量合格率的算数平均值大于或者等于预设合格率。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法，其特征在于，所述风电场包括一次调频设备和惯量控制设备，所述目标一次调频控制系数包括目标下垂控制系数和目标惯性控制系数；
其中，所述利用所述目标一次调频控制系数配置所述风电场，以便所述风电场基于所述目标一次调频控制系数，在频率扰动下向所述风电场的并网点输出支撑功率，包括：
利用所述目标惯性控制系数配置所述惯量控制设备，以便所述惯量控制设备基于所述目标惯性控制系数，输出第一支撑功率，如公式（1）所示：
（1）；以及
利用所述目标下垂控制系数配置所述一次调频设备，以便所述一次调频设备基于所述目标下垂控制系数，输出第二支撑功率，如公式（2）所示：
（2）；
其中，在公式（1）~（2）中，表示所述第一支撑功率，P0表示所述风电场的额定功率，Kd表示所述目标惯性控制系数，/>表示所述第二支撑功率，f表示所述并网点的频率，fref表示频率参考值，Kp表示所述目标下垂控制系数，t表示所述惯量控制设备的响应时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述风电场处于运行状态的情况下，向所述风电场输入频率扰动信号，以触发所述频率扰动事件。
8.一种应用权利要求1~7中任一项所述的一次调频配置方法的风电场，其特征在于，包括：
自动发电控制设备、一次调频设备、惯量控制设备、能量管理设备和风电机组；
其中，所述自动发电控制设备被配置为向所述能量管理设备提供自动发电控制跟踪功率信号，所述能量管理设备被配置为基于风电场参考功率信号，向所述风电机组提供有功功率的频率信号，所述风电机组被配置为向并网点输出有功功率，其中，所述有功功率包括所述风电场的额定功率、第一支撑功率和第二支撑功率；
其中，在频率扰动事件被触发的情况下，所述惯量控制设备被配置为基于所述频率信号和惯性控制系数，向所述风电机组提供惯性控制信号，以便所述风电机组在所述并网点输出所述第一支撑功率；以及
所述一次调频设备被配置为基于所述频率信号和下垂控制系数，向所述能量管理设备提供下垂控制信号，以便所述风电机组在所述并网点输出所述第二支撑功率。
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| CN110048460A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-23 | 南京工程学院 | 一种bess参与电网一次调频的智能综合控制方法 |
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-
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106532746A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-22 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种风电场参与一次调频的控制系统及实现方法 |
| CN110048460A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-23 | 南京工程学院 | 一种bess参与电网一次调频的智能综合控制方法 |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Bilateral_Inertia_and_Damping_Emulation_Control_Scheme_of_VSC-HVDC_Transmission_Systems_for_Asynchronous_Grid Interconnections;zhu jiebei 等;IEEE Transactions on Power System;第4281-4292页 * |
| 基于下垂特性的风电场参与电网快速频率调整实测分析;魏博 等;电气技术(第6期);第45-50+68页 * |
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