本发明涉及风电机组控制，特别是涉及一种虚拟惯性控制与一次调频的维稳方法、装置及介质。
背景技术：
1、双馈感应发电机组(doubly fed induction generator，dfig)已成为目前大型风电场的主力机型，dfig可以通过电力电子变流器灵活调节有功功率和无功功率，跟踪最大功率点轨迹，提高风能利用率，以及减小风电联网运行对电网的谐波污染，并且随着各地区新型电力系统的建设与发展，未来风电的渗透率将进一步提升；双馈感应发电机组在并网运行时，其馈线的稳定性直接关系到整个电力系统的稳定性。传统的馈线维稳是通过定期检修和维护电力设备，保障其正常运行，并通过建立完善的电网事件监测与预测系统，对电网各个关键节点进行实时监测，及时发现潜在的故障隐患并进行预测分析，减少设备故障对馈线电压稳定性的影响。
2、然而，在传统馈线中，受电压波动不大的影响，往往并未配备针对电压波动较大馈线的电压调控设备；并且，由于分布式电源和充电桩的特性、接入电网层次的影响、电压调控设备的局限性、系统复杂性的增加以及技术挑战等多种因素共同作用，使得可调源荷并网数量迅速增加时容易导致馈线电压波动较大，难以保证电力系统运行的稳定性。
技术实现思路
1、本发明提供一种虚拟惯性控制与一次调频的维稳方法、装置及介质，以解决难以避免有功功率阶跃造成的冲击，对电力系统进行有效维稳的问题。
2、若风电机组所在的电力系统出现频率偏差，通过在所述频率偏差等于频率下限时启动所述风电机组，来减小所述频率偏差；
3、若所述电力系统未出现频率偏差或者在所述频率偏差减小后，使调整风机功率输出的比例系数变换为最佳比例系数；其中，所述最佳比例系数是根据所述风电机组的功率跟踪曲线计算得到；
4、通过对所述风电机组进行一次频率调整，使所述风电机组的工作点保持在最大功率点跟踪曲线上。
5、本发明中，风电机组的启动过程本身是一个平滑的功率输出过程，而不是一个突然的、阶跃式的功率变化，因此，在频率偏差达到下限时启动风电机组，可以逐渐地、平滑地增加电力系统的有功功率输出，从而避免了有功功率阶跃变化对电力系统造成的冲击。在风电机组未出现频率偏差或频率偏差已经减小的情况下，通过调整比例系数到最佳值，可以优化风电机组的输出功率，使其更加平稳地接入电力系统，减少有功功率的阶跃变化，这种平滑的功率输出有助于降低对电力系统的冲击，提高电力系统的稳定性。一次频率调整能够迅速响应电力系统的频率变化，因此最后通过调整风电机组的输出功率来稳定电力系统的频率，不仅有助于维持电力系统的稳定性，还能提高电力系统的抗扰能力。
6、相比于现有技术，本发明通过及时的调整比例系数和精确的一次频率调整，可以确保风电机组在最大功率点附近稳定运行，同时减少有功功率的阶跃变化，因此能够解决难以避免有功功率阶跃造成的冲击，对电力系统进行有效维稳的问题。
7、作为优选方案，若风电机组所在的电力系统出现频率偏差，通过在所述频率偏差等于频率下限时启动所述风电机组，来减小所述频率偏差，具体为：
8、若所述风电机组所在的电力系统出现所述频率偏差，通过在所述风电机组的控制器中，根据输入频率与设定频率之间的偏差设定动态比例系数，使所述风电机组的输出功率呈线性变化；
9、通过在所述频率偏差等于所述频率下限时启动所述风电机组，来减小所述频率偏差。
10、本优选方案根据输入频率与设定频率之间的偏差设定动态比例系数，可以实时调整风电机组的输出功率，使其能够快速响应频率偏差，从而提高系统的响应速度；并且，输出功率的线性变化有助于更精确地控制风电机组的运行状态，减少因输出功率突变而导致的系统不稳定。在频率偏差等于频率下限时启动风电机组，并通过动态调整输出功率来减小频率偏差，有助于保持电力系统的频率稳定。
11、作为优选方案，所述动态比例系数，具体为：
12、根据所述风电机组的最大风能利用系数和最优叶尖速比，计算得到所述最佳比例系数；
13、根据风速和所述风电机组的转子转速，计算得到最大比例系数；
14、基于动态因子调节所述最佳比例系数和所述最大比例系数的权重，建立所述动态比例系数。
15、本优选方案通过考虑最大风能利用系数和最优叶尖速比，能够确保风电机组在最优状态下运行，从而最大化地捕获和利用风能。最佳比例系数的计算和应用有助于减少能源浪费，提高风电机组的发电效率。基于动态因子调节最佳比例系数和最大比例系数的权重，使得风电机组能够根据实时风速和转子转速的变化进行自适应调整；这种动态调整策略有助于风电机组在复杂多变的风能环境中保持高效稳定的运行，提高其对环境的适应性和灵活性。
16、作为优选方案，若所述电力系统未出现频率偏差或者在所述频率偏差减小后，使调整风机功率输出的比例系数变换为最佳比例系数，具体为：
17、若所述电力系统未出现频率偏差，控制比例系数变换为所述最佳比例系数；其中，所述比例系数用于调整风机功率输出；
18、在所述频率偏差减小后，控制所述比例系数从整定的最大比例系数变换为所述最佳比例系数。
19、本优选方案在电力系统未出现频率偏差时，将比例系数调整为最佳比例系数，可以确保风电机组在最优状态下运行，从而最大化地利用风能。在频率偏差减小后，及时将比例系数调整回最佳比例系数，有助于风电机组快速恢复稳定状态，提高系统的整体稳定性。
20、作为优选方案，通过对所述风电机组进行一次频率调整，使所述风电机组的工作点保持在最大功率点跟踪曲线上，具体为：
21、通过调节所述风电机组的桨距角，来整定所述风电机组中桨距静调差系数的大小以及控制风电机组输出功率的变化量，使所述风电机组的工作点保持在最大功率点跟踪曲线上。
22、本优选方案在风速变化时，通过调节桨距角，可以有效地控制风电机组的输出功率，使其保持在额定功率附近，避免输出功率的剧烈波动，从而提高功率输出的稳定性。
23、作为优选方案，所述桨距静调差系数，具体为：
24、基于系数计算公式，根据所述风电机组在进入功率恒定区时的桨距角和减载运行时的桨距角，计算得到所述桨距静调差系数；
25、其中，所述系数计算公式为：
26、
27、其中，δf为电力系统的频率偏差，σβ为待求解的桨距静调差系数，β为风电机组正常运行时的桨距角，s1为控制机组是否进行减载运行的开关控制信号，β0为风电机组减载运行时的桨距角，kδ为频率放大倍数，s为拉普拉斯变换中的复数，βω为风电机组进入功率恒定区时的桨距角，t1为桨距角调节器的时间常数。
28、本技术还提供了一种虚拟惯性控制与一次调频的维稳装置，包括偏差模块、系数模块和曲线模块；
29、其中，所述偏差模块，用于若风电机组所在的电力系统出现频率偏差，通过在所述频率偏差等于频率下限时启动所述风电机组，来减小所述频率偏差；
30、所述系数模块，用于若所述电力系统未出现频率偏差或者在所述频率偏差减小后，使调整风机功率输出的比例系数变换为最佳比例系数；其中，所述最佳比例系数是根据所述风电机组的功率跟踪曲线计算得到；
31、所述曲线模块，用于通过对所述风电机组进行一次频率调整，使所述风电机组的工作点保持在最大功率点跟踪曲线上。
32、作为优选方案，所述偏差模块包括线性单元和偏差单元；
33、其中，所述线性单元，用于若所述风电机组所在的电力系统出现所述频率偏差，通过在所述风电机组的控制器中，根据输入频率与设定频率之间的偏差设定动态比例系数，使所述风电机组的输出功率呈线性变化；
34、所述偏差单元，用于通过在所述频率偏差等于所述频率下限时启动所述风电机组，来减小所述频率偏差。
35、作为优选方案，所述动态比例系数，具体为：
36、根据所述风电机组的最大风能利用系数和最优叶尖速比，计算得到所述最佳比例系数；
37、根据风速和所述风电机组的转子转速，计算得到最大比例系数；
38、基于动态因子调节所述最佳比例系数和所述最大比例系数的权重，建立所述动态比例系数。
39、作为优选方案，所述系数模块包括变换单元和系数单元；
40、其中，所述变换单元，用于若所述电力系统未出现频率偏差，控制比例系数变换为所述最佳比例系数；其中，所述比例系数用于调整风机功率输出；
41、所述系数单元，用于在所述频率偏差减小后，控制所述比例系数从整定的最大比例系数变换为所述最佳比例系数。
42、作为优选方案，所述曲线模块，具体为：
43、通过调节所述风电机组的桨距角，来整定所述风电机组中桨距静调差系数的大小以及控制风电机组输出功率的变化量，使所述风电机组的工作点保持在最大功率点跟踪曲线上。
44、作为优选方案，所述桨距静调差系数，具体为：
45、基于系数计算公式，根据所述风电机组在进入功率恒定区时的桨距角和减载运行时的桨距角，计算得到所述桨距静调差系数；
46、其中，所述系数计算公式为：
47、
48、其中，δf为电力系统的频率偏差，σβ为待求解的桨距静调差系数，β为风电机组正常运行时的桨距角，s1为控制机组是否进行减载运行的开关控制信号，β0为风电机组减载运行时的桨距角，kδ为频率放大倍数，s为拉普拉斯变换中的复数，βω为风电机组进入功率恒定区时的桨距角，t1为桨距角调节器的时间常数。
49、本技术还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机调用并执行，实现如上所述一种虚拟惯性控制与一次调频的维稳方法。