技术特征：
1.一种双馈风机参与电网一次调频的变下垂系数控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)采集实时风速，同时对电网频率偏差信号δf进行实时监测；步骤2)在传统转子有功控制器中加入自定义变下垂特性单元，通过所述自定义变下垂特性单元整定不同风速下双馈风机参与电网一次调频的下垂控制调差系数；步骤3)基于灰狼优化算法优化下垂控制的调差系数，使得双馈风机能根据当前风速自动选择最优的下垂控制调差系数；步骤4)根据所述电网频率偏差信号δf、整定优化后的下垂控制调差系数得出额外有功功率增量并根据所述有功功率增量参与调频。2.根据权利要求1所述的双馈风机参与电网一次调频的变下垂系数控制方法，其特征在于，所述步骤2)中自定义变下垂特性单元根据式(1)完成双馈风机参与电网一次调频的下垂控制调差系数的整定，式(1)中，δf0为频率偏差允许值，设为0.2hz，f
n
为电网额定频率50hz，p
del’为风电场中n台双馈风机减载的总储备功率，p
wn
为风电场的额定有功功率；根据式(2)计算风电场中n台双馈风机减载的总储备功率p
del
′
：式中，p
del
为单台双馈风力发电机减载的储备功率，ρ为空气密度，d为减载系数，c
p，max
为最大风功率追踪时的最大风能捕获系数，v为风速。3.根据权利要求1所述的双馈风机参与电网一次调频的变下垂系数控制方法，其特征在于，所述步骤3)中基于灰狼优化算法优化下垂控制的调差系数具体包括如下步骤：步骤3
‑
1)针对不同风速，基于调差系数公式随机定义生成一组灰狼群，参见式(3)，该步骤用到灰狼优化算法中最初始的寻找局部可能最优解范围；狼优化算法中最初始的寻找局部可能最优解范围；其中，是灰狼个体与猎物之间的距离，t是迭代次数，和是系数向量，是猎物经t次迭代的位置，是灰狼经t次迭代的位置；步骤3
‑
2)控制要求优化后的目标函数在约束条件内最小，以达到最佳的功率点追踪，根据式(4)构建目标函数：其中，f(x)为频率超调量，δf
max
为频率响应过程中最大频率偏差量；
根据式(5)至式(12)构建所述目标函数的约束条件为：v
in
＜v＜v
out
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中，v为风速，v
in
为切入风速，v
out
为切出风速；δf0≤0.2hz
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)式中，δf0为频率偏差允许值；ω
min
≤ω
ref
≤ω
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)式中，ω
min
为转速的最小值，ω
ref
为转速参考值，ω
max
为转速的最大值；β
min
≤β
ref
≤β
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)式中，β
min
为桨距角的最小值，β
ref
为桨距角参考值，β
max
为桨距角的最大值；式中，p
m
为双馈风机的机械功率，c
p
为风能捕获系数，c
p，max
为最大风功率追踪时的最大风能捕获系数，v
n
为额定风速；式中，ω
r
为转速；式中，p
g
为双馈风机的输出功率，k
c
为mppt系数，ω
r,n
为额定转速；式中，f为频率，t'为时间，该约束条件确保频率响应过程不会出现频率二次跌落；根据式(13)联立方程，基于灰狼优化算法，寻找对应风速下最优的调差系数，使得频率超调量f(x)在各约束条件的约束下最小；步骤3
‑
3)根据式(14)构建广义目标函数f(x)：f(x)＝f(x)+δ(t)h(x)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)式中，f(x)为原目标函数，δ(t)h(x)为惩罚项，δ(t)为惩罚力度，h(x)为惩罚因子；
步骤3
‑
4)分别计算每个灰狼个体的所有约束条件的惩罚因子，并根据式(14)计算每个灰狼个体的适应度值，记录最优适应度值及对应位置；步骤3
‑
5)判断惩罚因子h(x)是否达到精度要求或是否达到最大迭代次数，若是则算法结束，输出最优解；否则，执行步骤3
‑
6)；步骤3
‑
6)将适应度值排列前三位的灰狼个体位置分别记为作为决策层，按照式(15)计算其他个体与的距离，并根据式(16)
‑
(17)更新每个灰狼个体的位置，重新返回步骤3
‑
4)；式中分别表示α，β和δ与狼群中其他个体的距离；分别表示α，β和δ的当前位置；为系数向量，t为迭代次数；为系数向量，t为迭代次数；式(16)分别定义了狼群中ω个体朝α，β和δ前进的方向和距离，式(17)表示狼群中ω个体的最终位置。4.根据权利要求1所述的双馈风机参与电网一次调频的变下垂系数控制方法，其特征在于，所述步骤3
‑
1)中系数通过如式(18)计算：1)中系数通过如式(18)计算：式中，在迭代过程中从2线性递减至0，和分别是[0,1]内的随机向量。
技术总结
本发明涉及双馈风机参与电网一次调频的变下垂系数控制方法，包括如下步骤：步骤1）采集实时风速，对电网频率偏差信号进行实时监测；步骤2）将一个自定义变下垂特性单元加入到传统转子有功控制器，整定不同风速下双馈风机参与电网一次调频的下垂控制调差系数；步骤3）基于灰狼优化算法优化下垂控制的调差系数；步骤4）根据所述电网频率偏差信号、整定优化后的下垂控制调差系数得出额外有功功率增量并根据所述有功功率增量参与调频。有益效果为：避免因调差系数设定过小，导致风电机组过度响应造成频率二次跌落；提高控制精度，具有更好的自适应能力，可充分利用实时机组可用容量，提升机组频率响应能力。升机组频率响应能力。升机组频率响应能力。
技术研发人员：王洋 吴倩 王琳媛 宋杉 缪舒馨 魏书荣 任子旭
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 上海电力大学
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2021/12/23