一种风电变桨控制的频率动态特征分析方法及相关装置

本申请涉及电力，特别涉及一种风电变桨控制的频率动态特征分析方法、频率动态特征分析装置、计算设备以及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、随着电力技术的不断发展，风力发电越来越广泛地应用在电力供应领域。其中，风电机组参与电网频率调节的研究主要分为虚拟惯量控制，减载控制，以及风储联合控制。虚拟惯量控制不能作为有效的减载控制手段，应作为辅助控制配合其他控制使用。储能调频相较于风电自身控制调频，需额外配置储能设备经济性较差，且易对环境造成污染。超速控制在风速较高风机转子转速接近额定转速或达到额定转速的情况下无法进行有效调频。变桨控制理论上可实现各种工况的调频。

2、相关技术中，传统减载方式为恒定减载水平，对于额定风速下的变桨控制，在风速频繁变化的情况下，若要维持恒定减载水平则会导致风机桨叶在pid(proportionintegration differentiation，比例-积分-微分控制器)控制下频繁动作，增大机械损伤，降低了设备寿命，增加了设备地维护成本。

3、因此，如何基于风电恒定减载桨距角变桨控制的调频方法降低风电机组的损耗，提高设备的寿命，降低成本是本领域技术人员关注的重点问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种风电变桨控制的频率动态特征分析方法、频率动态特征分析装置、计算设备以及计算机可读存储介质，降低风电机组损耗，提高设备寿命，降低成本。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种风电变桨控制的频率动态特征分析方法，包括：

3、基于恒定减载桨距角构建风电变桨控制调频模型；

4、基于风电占比数据和风电变桨控制调频模型构建火电机组与风电机组整合的系统频率响应模型；

5、基于所述系统频率响应模型进行特征分析，得到频率动态特征数据，以便基于所述频率动态特征数据对风电机组进行调频控制。

6、可选的，基于恒定减载桨距角构建风电变桨控制调频模型，包括：

7、基于所述恒定减载桨距角构建出风电机组调差系数；

8、基于所述风电机组调差系数构建所述风电变桨控制调频模型。

9、可选的，基于风电占比数据和风电变桨控制调频模型构建火电机组与风电机组整合的系统频率响应模型，包括：

10、获取火电机组的频率响应模型；

11、基于所述风电占比数据、所述风电变桨控制调频模型以及所述火电机组的频率响应模型进行整合，得到所述系统频率响应模型。

12、可选的，基于所述系统频率响应模型进行特征分析，得到频率动态特征数据，包括：

13、在频域下对所述系统频率响应模型进行最大频率偏差和稳态频率偏差分析，得到最大频率偏差的频域公式和稳态频率偏差频域公式；

14、将所述最大频率偏差的频域公式进行反变换，得到最大频率偏差的时域公式，基于所述最大频率偏差的时域公式和所述稳态频率偏差频域公式得到所述频率动态特征数据。

15、本申请还提供一种风电变桨控制的频率动态特征分析装置，包括：

16、控制模型构建模块，用于基于恒定减载桨距角构建风电变桨控制调频模型；

17、响应模型构建模块，用于基于风电占比数据和风电变桨控制调频模型构建火电机组与风电机组整合的系统频率响应模型；

18、特征分析模块，用于基于所述系统频率响应模型进行特征分析，得到频率动态特征数据，以便基于所述频率动态特征数据对风电机组进行调频控制。

19、可选的，所述控制模型构建模块，具体用于基于所述恒定减载桨距角构建出风电机组调差系数；基于所述风电机组调差系数构建所述风电变桨控制调频模型。

20、可选的，所述响应模型构建模块，具体用于获取火电机组的频率响应模型；基于所述风电占比数据、所述风电变桨控制调频模型以及所述火电机组的频率响应模型进行整合，得到所述系统频率响应模型。

21、可选的，所述特征分析模块，具体用于在频域下对所述系统频率响应模型进行最大频率偏差和稳态频率偏差分析，得到最大频率偏差的频域公式和稳态频率偏差频域公式；将所述最大频率偏差的频域公式进行反变换，得到最大频率偏差的时域公式，基于所述最大频率偏差的时域公式和所述稳态频率偏差频域公式得到所述频率动态特征数据。

22、本申请还提供一种计算设备，包括：

23、存储器，用于存储计算机程序；

24、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的频率动态特征分析方法的步骤。

25、本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的频率动态特征分析方法的步骤。

26、本申请所提供的一种风电变桨控制的频率动态特征分析方法，包括：基于恒定减载桨距角构建风电变桨控制调频模型；基于风电占比数据和风电变桨控制调频模型构建火电机组与风电机组整合的系统频率响应模型；基于所述系统频率响应模型进行特征分析，得到频率动态特征数据，以便基于所述频率动态特征数据对风电机组进行调频控制。

27、通过恒定减载桨距角的方法来减少风机额定风速前变桨的频繁动作，同时通过简化的物理模型直接求得系统频率动态特征，同时保证精准性，使得可以基于恒定减载桨距角降低风电机组损耗，提高设备寿命，降低成本。

28、本申请还提供一种风电变桨控制的频率动态特征分析装置、计算设备以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果，在此不作赘述。

技术特征：

1.一种风电变桨控制的频率动态特征分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的频率动态特征分析方法，其特征在于，基于恒定减载桨距角构建风电变桨控制调频模型，包括：

3.根据权利要求1所述的频率动态特征分析方法，其特征在于，基于风电占比数据和风电变桨控制调频模型构建火电机组与风电机组整合的系统频率响应模型，包括：

4.根据权利要求1所述的频率动态特征分析方法，其特征在于，基于所述系统频率响应模型进行特征分析，得到频率动态特征数据，包括：

5.一种风电变桨控制的频率动态特征分析装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的频率动态特征分析装置，其特征在于，所述控制模型构建模块，具体用于基于所述恒定减载桨距角构建出风电机组调差系数；基于所述风电机组调差系数构建所述风电变桨控制调频模型。

7.根据权利要求5所述的频率动态特征分析装置，其特征在于，所述响应模型构建模块，具体用于获取火电机组的频率响应模型；基于所述风电占比数据、所述风电变桨控制调频模型以及所述火电机组的频率响应模型进行整合，得到所述系统频率响应模型。

8.根据权利要求5所述的频率动态特征分析装置，其特征在于，所述特征分析模块，具体用于在频域下对所述系统频率响应模型进行最大频率偏差和稳态频率偏差分析，得到最大频率偏差的频域公式和稳态频率偏差频域公式；将所述最大频率偏差的频域公式进行反变换，得到最大频率偏差的时域公式，基于所述最大频率偏差的时域公式和所述稳态频率偏差频域公式得到所述频率动态特征数据。

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的频率动态特征分析方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种风电变桨控制的频率动态特征分析方法，包括：基于恒定减载桨距角构建风电变桨控制调频模型；基于风电占比数据和风电变桨控制调频模型构建火电机组与风电机组整合的系统频率响应模型；基于所述系统频率响应模型进行特征分析，得到频率动态特征数据，以便基于所述频率动态特征数据对风电机组进行调频控制。通过恒定减载桨距角的方法来减少风机额定风速前变桨的频繁动作，同时通过简化的物理模型直接求得系统频率动态特征，同时保证精准性，使得可以基于恒定减载桨距角降低风电机组损耗，提高设备寿命，降低成本。本申请还公开了一种风电变桨控制的频率动态特征分析装置、计算设备以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。

技术研发人员：安军,孙月云,石岩,周毅博
受保护的技术使用者：东北电力大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12