海上风电场分布式单元的控制方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及电力系统控制领域，尤其涉及一种海上风电场分布式单元的控制方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、风力发电在新能源发电中占比逐渐增高。但是，传统风力发电占用了较大面积的徒弟，可供陆地风力发电安装的区域较少，因此海上风力发电进入了人们的视野。目前，海上风电场在并网时会存在一定程度的功率波动，其频率偏移量的波动范围，存在一定的使电力系统失稳的风险，或出现电力系统过度调节的情况。

技术实现思路

1、本发明提供了一种海上风电场分布式单元的控制方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质，以解决如何减小海上风电场电力系统失稳的风险技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种海上风电场分布式单元的控制方法，包括：

3、所述海上风电场包括若干分布式单元和负荷侧，每个所述分布式单元包括风机和储能设备；

4、所述控制方法应用于所述分布式单元，包括：

5、根据所述负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制的输出功率；根据所述频率偏移量和虚拟惯性控制增益，确定虚拟惯性控制的输出功率；

6、在预设的约束条件下，通过所述下垂控制的输出功率以及所述虚拟惯性控制的输出功率，进行所述分布式单元的功率调节。

7、作为优选方案，所述根据所述负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制的输出功率，包括：

8、根据下式确定所述下垂控制的输出功率δpx：

9、

10、其中，δf为频率偏移量，kxc为下垂控制系数。

11、作为优选方案，所述根据所述频率偏移量和虚拟惯性控制增益，确定虚拟惯性控制的输出功率，包括：

12、根据下式确定所述虚拟惯性控制的输出功率δpv：

13、

14、其中，kv为虚拟惯性控制的增益，j为惯性系数，d为阻尼系数。

15、作为优选方案，所述储能设备为储能电池；所述约束条件包括所述储能电池的荷电状态约束；在所述进行所述分布式单元的功率调节之前，还包括：

16、构建所述储能电池的荷电状态约束0.2pbn≤soc≤0.9pbn；其中，soc为所述储能电池的荷电状态，pbn为所述储能电池的额定功率。

17、相应的，本发明实施例还提供了一种海上风电场分布式单元的控制系统，所述海上风电场包括若干分布式单元且所述海上风电场连接负荷侧，每个所述分布式单元包括风机和储能设备；

18、所述控制系统应用于所述分布式单元，包括控制参数确定模块和控制模块；其中，

19、所述控制参数确定模块，用于根据所述负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制的输出功率；根据所述频率偏移量和虚拟惯性控制增益，确定虚拟惯性控制的输出功率；

20、所述控制模块，用于在预设的约束条件下，通过所述下垂控制的输出功率以及所述虚拟惯性控制的输出功率，进行所述分布式单元的功率调节。

21、作为优选方案，所述控制参数确定模块根据所述负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制的输出功率，包括：

22、所述控制参数确定模块根据下式确定所述下垂控制的输出功率δpx：

23、

24、其中，δf为频率偏移量，kxc为下垂控制系数。

25、作为优选方案，所述控制参数确定模块根据所述频率偏移量和虚拟惯性控制增益，确定虚拟惯性控制的输出功率，包括：

26、所述控制参数确定模块根据下式确定所述虚拟惯性控制的输出功率δpv：

27、

28、其中，kv为虚拟惯性控制的增益，j为惯性系数，d为阻尼系数。

29、作为优选方案，所述储能设备为储能电池；所述约束条件包括所述储能电池的荷电状态约束；所述控制系统还包括约束构建模块，所述约束构建模块用于在所述控制模块进行所述分布式单元的功率调节之前：

30、构建所述储能电池的荷电状态约束0.2pbn≤soc≤0.9pbn；其中，soc为所述储能电池的荷电状态，pbn为所述储能电池的额定功率。

31、相应的，本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的海上风电场分布式单元的控制方法。

32、相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述的海上风电场分布式单元的控制方法。

33、相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

34、本发明提供了一种海上风电场分布式单元的控制方法、系统、设备及介质，所述海上风电场包括若干分布式单元且所述海上风电场连接负荷侧，每个所述分布式单元包括风机和储能设备；所述控制方法应用于所述分布式单元，包括：根据所述负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制的输出功率；根据所述频率偏移量和虚拟惯性控制增益，确定虚拟惯性控制的输出功率；在预设的约束条件下，通过所述下垂控制的输出功率以及所述虚拟惯性控制的输出功率，进行所述分布式单元的功率调节。实施本发明实施例，通过负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制以及虚拟惯性控制的输出功率，从而实现单元的功率调节，可以使频率偏移量在较小范围内波动，确保海上风电场电力系统的稳定运行，防止系统过度调节。

技术特征：

1.一种海上风电场分布式单元的控制方法，其特征在于，所述海上风电场包括若干分布式单元且所述海上风电场连接负荷侧，每个所述分布式单元包括风机和储能设备；

2.如权利要求1所述的一种海上风电场分布式单元的控制方法，其特征在于，所述根据所述负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制的输出功率，包括：

3.如权利要求2所述的一种海上风电场分布式单元的控制方法，其特征在于，所述根据所述频率偏移量和虚拟惯性控制增益，确定虚拟惯性控制的输出功率，包括：

4.如权利要求1至3任意一项所述的一种海上风电场分布式单元的控制方法，其特征在于，所述储能设备为储能电池；所述约束条件包括所述储能电池的荷电状态约束；在所述进行所述分布式单元的功率调节之前，还包括：

5.一种海上风电场分布式单元的控制系统，其特征在于，所述海上风电场包括若干分布式单元且所述海上风电场连接负荷侧，每个所述分布式单元包括风机和储能设备；

6.如权利要求5所述的一种海上风电场分布式单元的控制系统，其特征在于，所述控制参数确定模块根据所述负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制的输出功率，包括：

7.如权利要求6所述的一种海上风电场分布式单元的控制系统，其特征在于，所述控制参数确定模块根据所述频率偏移量和虚拟惯性控制增益，确定虚拟惯性控制的输出功率，包括：

8.如权利要求5至7任意一项所述的一种海上风电场分布式单元的控制系统，其特征在于，所述储能设备为储能电池；所述约束条件包括所述储能电池的荷电状态约束；所述控制系统还包括约束构建模块，所述约束构建模块用于在所述控制模块进行所述分布式单元的功率调节之前：

9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的海上风电场分布式单元的控制方法。

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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至4中任意一项所述的海上风电场分布式单元的控制方法。

技术总结
本发明提供了一种海上风电场分布式单元的控制方法、系统、设备及介质，方法包括：根据所述负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制的输出功率；根据所述频率偏移量和虚拟惯性控制增益，确定虚拟惯性控制的输出功率；在预设的约束条件下，通过所述下垂控制的输出功率以及所述虚拟惯性控制的输出功率，进行所述分布式单元的功率调节。实施本发明实施例，通过负荷侧的频率偏移量，确定下垂控制以及虚拟惯性控制的输出功率，从而实现单元的功率调节，可以使频率偏移量在较小范围内波动，确保海上风电场电力系统的稳定运行，防止系统过度调节。

技术研发人员：樊玮,苗璐,林建熙,刘宇,秦颖婕,陈德扬,陈锦昌,杨诚
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16