风电机组的低穿自适应控制方法、装置、电子设备及介质与流程

文档序号:43621202发布日期:2025-10-31 22:50阅读:22来源:国知局
技术简介:
本发明针对风电机组低电压穿越控制中存在系统恢复慢、电压过冲及电流越限问题,提出基于系统短路比动态感知的自适应控制方法,通过实时采集运行数据构建多目标优化函数,结合短路比自适应加权策略优化有功/无功调整系数,实现故障期间有功-无功动态协调控制,提升电网稳定性与响应速度。
关键词:低电压穿越,自适应控制,短路比优化

本发明涉及风电并网控制,尤其涉及一种风电机组的低穿自适应控制方法、装置、电子设备及介质。


背景技术:

1、随着风电装机容量快速增长,风电已成为新型电力系统中的重要组成部分。然而,风电的间歇性和波动性显著增加了电网的稳定运行风险,尤其是在电网发生故障时。为了保证系统安全稳定,风电机组需具备良好的低电压穿越(low voltage ride-through,lvrt)(以下简称“低穿”)能力。即在短时电压跌落时不脱网,并通过无功支撑维持电压水平、快速恢复有功支撑系统频率。

2、传统技术中,低穿控制多采用固定参数的“无功优先”或“有功优先”策略。采用这种方式容易导致系统恢复缓慢、电压过冲、电流越限等问题,严重时甚至引发风机脱网。

3、因此,亟需一种具备自适应能力的控制方法,以提高风电机组并网系统的抗扰能力和恢复性能。


技术实现思路

1、本发明提供了一种风电机组的低穿自适应控制方法、装置、电子设备及介质,用于解决或部分解决当前低穿控制技术所存在的系统恢复缓慢、电压过冲、电流越限的问题。

2、本发明提供了一种风电机组的低穿自适应控制方法,所述方法包括:

3、实时采集位于并网点的风电机组低穿期间的运行状态数据,并根据所述运行状态数据,计算系统短路比;

4、考虑功率调整系数,基于所述运行状态数据,构建电流反馈控制器;

5、引入所述系统短路比的自适应加权策略,同时结合所述功率调整系数,构建多目标优化函数;

6、对所述多目标优化函数进行结合系统短路比自适应修正的参数优化求解,获得优化功率调整系数;

7、将所述优化功率调整系数代入所述电流反馈控制器,求解控制电流值,并基于所述控制电流值对所述风电机组进行电流控制。

8、可选地,所述运行状态数据包括并网点电压及额定电流;所述功率调整系数包括有功调整系数及无功调整系数;所述考虑功率调整系数,基于所述运行状态数据,构建电流反馈控制器,包括:

9、基于所述有功调整系数、所述并网点电压及所述额定电流,构建d轴电流控制器;

10、基于所述无功调整系数、所述并网点电压及所述额定电流,构建q轴电流控制器;

11、整合所述d轴电流控制器及所述q轴电流控制器,作为电流反馈控制器。

12、可选地,所述引入所述系统短路比的自适应加权策略,同时结合所述功率调整系数,构建多目标优化函数,包括:

13、基于所述系统短路比,根据预设的短路比自适应函数生成权重加权因子;

14、根据所述权重加权因子、所述功率调整系数、所述系统短路比,同时考虑并网点电压偏差、系统频率偏差、电流越限及短路比灵敏度调节,构建多目标优化函数。

15、可选地,所述权重加权因子包括无功权重加权因子、有功权重加权因子及电流越限惩罚权重加权因子;所述基于所述系统短路比,根据预设的短路比自适应函数生成权重加权因子,包括:

16、根据所述系统短路比,确定电网状态等级;

17、当所述电网状态等级为第一状态等级时,根据预设的短路比自适应函数,以增大无功权重加权因子为自适应调整目标,输出所述第一状态等级下的无功权重加权因子、有功权重加权因子及电流越限惩罚权重加权因子;

18、当所述电网状态等级为第二状态等级时,根据预设的短路比自适应函数,以均衡各权重加权因子为自适应调整目标,输出所述第二状态等级下的无功权重加权因子、有功权重加权因子及电流越限惩罚权重加权因子;

19、当所述电网状态等级为第三状态等级时,根据预设的短路比自适应函数,以增大有功权重加权因子为自适应调整目标,输出所述第三状态等级下的无功权重加权因子、有功权重加权因子及电流越限惩罚权重加权因子;

20、其中,所述无功权重加权因子、所述有功权重加权因子及所述电流越限惩罚权重加权因子之和恒为1。

21、可选地,所述对所述多目标优化函数进行结合系统短路比自适应修正的参数优化求解,获得优化功率调整系数,包括:

22、在预设约束条件下,将所述功率调整系数作为待优化参数,采用粒子群优化算法对所述多目标优化函数进行参数寻优,获得候选功率调整系数;

23、基于所述系统短路比对所述候选功率调整系数进行自适应修正,获得优化功率调整系数。

24、可选地,所述候选功率调整系数包括候选有功调整系数及候选无功调整系数;所述基于所述系统短路比对所述候选功率调整系数进行自适应修正,获得优化功率调整系数,包括:

25、对于所述候选有功调整系数,判断所述系统短路比的数值是否大于第一预设阈值;

26、若是,则将所述候选有功调整系数作为优化有功调整系数,若否,则取0作为优化有功调整系数;

27、对于所述候选无功调整系数,判断所述系统短路比的数值是否小于第二预设阈值;其中,所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值;

28、若是,则取0作为优化无功调整系数,若否,则将所述候选无功调整系数作为优化无功调整系数;

29、整合所述优化有功调整系数及所述优化无功调整系数,作为优化功率调整系数。

30、可选地,所述运行状态数据包括并网点电压、并网点等效阻抗及风电机组额定容量;所述根据所述运行状态数据,计算系统短路比,包括:

31、根据所述并网点电压、所述并网点等效阻抗及所述风电机组额定容量,计算系统短路比。

32、本发明还提供了一种风电机组的低穿自适应控制装置,包括:

33、系统短路比计算单元,用于实时采集位于并网点的风电机组低穿期间的运行状态数据,并根据所述运行状态数据,计算系统短路比;

34、电流反馈控制器构建单元,用于考虑功率调整系数,基于所述运行状态数据,构建电流反馈控制器;

35、多目标优化函数构建单元,用于引入所述系统短路比的自适应加权策略,同时结合所述功率调整系数,构建多目标优化函数;

36、参数优化求解单元,用于对所述多目标优化函数进行结合系统短路比自适应修正的参数优化求解,获得优化功率调整系数;

37、电流控制单元,用于将所述优化功率调整系数代入所述电流反馈控制器,求解控制电流值,并基于所述控制电流值对所述风电机组进行电流控制。

38、本发明还提供了一种电子设备,所述设备包括处理器以及存储器:

39、所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;

40、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的风电机组的低穿自适应控制方法。

41、本发明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用于存储程序代码,所述程序代码用于执行如上任一项所述的风电机组的低穿自适应控制方法。

42、从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:

43、提供了一种风电机组的低穿自适应控制方法。实时采集位于并网点的风电机组低穿期间的运行状态数据,并根据运行状态数据,计算系统短路比。从而通过动态感知电网短路比的变化,可以作为识别电网强弱状态的依据,以及实现后续风电机组控制策略的自适应调节的基础。考虑功率调整系数,基于运行状态数据,构建电流反馈控制器;引入系统短路比的自适应加权策略,同时结合功率调整系数,构建多目标优化函数。从而基于功率调整系数构建多目标优化函数,并在优化函数中引入短路比加权机制以增强电网感知能力。对多目标优化函数进行结合系统短路比自适应修正的参数优化求解,获得优化功率调整系数。从而通过优化算法对电流反馈增益参数进行协同优化,以实现故障期间风电机组有功与无功出力的动态协调控制,提升系统在多种电网条件下的稳定性与响应速度。将优化功率调整系数代入电流反馈控制器,求解控制电流值,并基于控制电流值对风电机组进行电流控制。从而实现对风电机组低穿期间有功-无功的自适应控制。

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