一种风电转子惯性调频的参数优化方法及系统转让专利
申请号 : CN201810365209.6
文献号 : CN108448657B
文献日 : 2020-06-12
发明人 : 崔阳 , 宋鹏 , 王晓声 , 葛俊 , 刘辉 , 孙大卫 , 张扬帆
申请人 : 华北电力科学研究院有限责任公司 , 国网冀北电力有限公司 , 国家电网公司 , 国网冀北电力有限公司电力科学研究院
摘要 :
本发明提供了一种风电转子惯性调频的参数优化方法及系统，包括：根据获取的风电装机容量占比、功率缺额、设定的惯性时间常数、有功调频系数、调频支撑时间的取值范围，生成各第二组合参数值及各第三组合参数值；根据各第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；根据各第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。本发明通过优化风电虚拟同步发电机控制参数，在改善一次跌落的基础上，具有改善转速恢复过程中的风电系统频率二次跌落幅值，减小对风电系统影响的有益效果。
权利要求 :
1.一种风电转子惯性调频的参数优化方法，其特征在于，包括：
获取风电装机容量占比及功率缺额；
根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；
选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；
根据各所述第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值，包括：根据各所述第二组合参数值，生成各所述第二组合参数值对应变化率的待优化的风电系统频率第一曲线；根据各所述待优化的风电系统频率第一曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；
根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；
根据各所述第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值，包括：根据各所述第三组合参数值，生成各所述第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线；根据各所述待优化的风电系统频率第二曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
2.根据权利要求1所述的风电转子惯性调频的参数优化方法，其特征在于，还包括：设定惯性时间常数的取值范围、有功调频系数的取值范围及调频支撑时间的取值范围。
3.一种风电转子惯性调频的参数优化系统，其特征在于，包括：
边界值获取单元，用于获取风电装机容量占比及功率缺额；
第一组合参数值生成单元，用于根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；
第二组合参数值生成单元，用于选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；
最优惯性时间常数值生成单元，用于根据各所述第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；所述最优惯性时间常数值生成单元包括：风电系统频率第一曲线生成模块，用于根据各所述第二组合参数值，生成各所述第二组合参数值对应变化率的待优化的风电系统频率第一曲线；最优惯性时间常数值生成模块，根据各所述待优化的风电系统频率第一曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；
第三组合参数值生成单元，用于根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；
最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成单元，用于根据各所述第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值；所述最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成单元包括：风电系统频率第二曲线生成模块，用于根据各所述第三组合参数值，生成各所述第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线；最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成模块，用于根据各所述待优化的风电系统频率第二曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
4.根据权利要求3所述的风电转子惯性调频的参数优化系统，其特征在于，还包括：参数范围设定单元，用于设定惯性时间常数的取值范围、有功调频系数的取值范围及调频支撑时间的取值范围。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取风电装机容量占比及功率缺额；
根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；
选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；
根据各所述第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值，包括：根据各所述第二组合参数值，生成各所述第二组合参数值对应变化率的待优化的风电系统频率第一曲线；根据各所述待优化的风电系统频率第一曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；
根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；
根据各所述第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值，包括：根据各所述第三组合参数值，生成各所述第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线；根据各所述待优化的风电系统频率第二曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取风电装机容量占比及功率缺额；
根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；
选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；
根据各所述第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值，包括：根据各所述第二组合参数值，生成各所述第二组合参数值对应变化率的待优化的风电系统频率第一曲线；根据各所述待优化的风电系统频率第一曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；
根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；
根据各所述第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值，包括：根据各所述第三组合参数值，生成各所述第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线；根据各所述待优化的风电系统频率第二曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
说明书 :
一种风电转子惯性调频的参数优化方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种风电转子惯性调频的参数优化方法及系统。
背景技术
[0002] 随着以风电为代表的新能源发电技术迅速发展，传统电力系统中风电渗透率逐渐增大。相比于传统同步发电机机组，风电机组通过变流器与电网连接，有功功率输出与电网频率完全解耦。因此当风电系统频率发生变化时，无法根据风电系统频率的变化情况主动调节有功输出，从而提供有功主动支撑的能力。
[0003] 风电机组经虚拟同步发电机技术改造后，可具备调频能力。转子惯性控制属于风电虚拟同步发电机的一种实现方式，即通过释放或储存风电机组转动惯量调节有功功率，从而主动参与风电系统调频过程。在转子惯性控制方式下，风电虚拟同步发电机退出调频后，转速恢复过程导致风电机组有功功率降低，引起风电系统频率的二次跌落。
[0004] 发明专利《一种双馈风力机组惯性调频主动转速保护控制系统与方法》(专利号CN105134485A)，其主要包括风速检测模块、转速保护控制环节和损耗计算模块等部分，其特征为：计算风电机组机械功率和电磁功率的差额，将功率差值与惯性调频控制信号叠加结果作为调频附加有功功率值，从而减小系统频率的二次冲击。该发明提供了一种减小频率二次跌落的方法，比例环节和积分环节的参数选取决定了负反馈功率量，负反馈量的数值决定了风电机组最终的调频效果。参数的选取整定过程较为复杂，且影响最终的调频效果。但本发明仅考虑二次跌落情况，未对风电系统整体调频效果做出定量评价。
[0005] 因此，如何通过风电调频特性定量评价指标，控制风电系统频率的二次跌落在减小转速恢复过程中对风电系统频率的影响是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
[0006] 为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供一种风电转子惯性调频的参数优化方法及系统，通过对风电虚拟同步发电机控制参数的优化，在兼顾改善效果风电系统频率一次跌落的基础上，同时具有有效改善转速恢复过程引起的风电系统频率二次跌落幅值，减小对风电系统的影响的技术效果。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种风电转子惯性调频的参数优化方法，包括：
[0008] 获取风电装机容量占比及功率缺额；
[0009] 根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；
[0010] 选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；
[0011] 根据各所述第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；
[0012] 根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；
[0013] 根据各所述第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0014] 本发明还提供了一种风电转子惯性调频的参数优化系统，包括：
[0015] 边界值获取单元，用于获取风电装机容量占比及功率缺额；
[0016] 第一组合参数值生成单元，用于根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；
[0017] 第二组合参数值生成单元，用于选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；
[0018] 最优惯性时间常数值生成单元，用于根据各所述第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；
[0019] 第三组合参数值生成单元，用于根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；
[0020] 最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成单元，用于根据各所述第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0021] 本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0022] 获取风电装机容量占比及功率缺额；
[0023] 根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；
[0024] 选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；
[0025] 根据各所述第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；
[0026] 根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；
[0027] 根据各所述第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0028] 本发明还提供一种计算机可读存储介质，其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以下步骤：
[0029] 获取风电装机容量占比及功率缺额；
[0030] 根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；
[0031] 选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；
[0032] 根据各所述第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；
[0033] 根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；
[0034] 根据各所述第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0035] 本发明提供的风电转子惯性调频的参数优化方法及系统，包括：获取风电装机容量占比及功率缺额；根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；根据各第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；根据各第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。本发明通过对风电虚拟同步发电机控制参数的优化，在兼顾改善效果风电系统频率一次跌落的基础上，同时具有有效改善转速恢复过程引起的风电系统频率二次跌落幅值，减小对风电系统的影响的技术效果。
附图说明
[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037] 图1是本发明提供的一种风电转子惯性调频的参数优化方法流程图；
[0038] 图2是本发明一实施例中的风电转子惯性调频的参数优化方法流程图；
[0039] 图3是本发明一实施例中的步骤S104的流程图；
[0040] 图4是本发明一实施例中的各风电系统频率第一曲线图；
[0041] 图5是本发明一实施例中的步骤S106的流程图；
[0042] 图6是本发明一实施例中的各风电系统频率第二曲线图；
[0043] 图7是本发明提供的一种风电转子惯性调频的参数优化系统的结构示意图；
[0044] 图8是本发明提供的一实施例中风电转子惯性调频的参数优化系统的结构示意图；
[0045] 图9是本发明一实施例中的最优惯性时间常数值生成单元604的结构示意图；
[0046] 图10是本发明另一实施例中的最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成单元606的结构示意图。
具体实施方式
[0047] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048] 关于本文中所使用的“第一”、“第二”、……等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
[0049] 关于本文中所使用的“电性耦接”，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“电性耦接”还可指两个或多个元件相互操作或动作。
[0050] 关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0051] 关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
[0052] 关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本案。
[0053] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种风电转子惯性调频的参数优化方法，其流程图如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0054] S101：获取风电装机容量占比及功率缺额。
[0055] S102：根据风电装机容量占比、功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值。
[0056] S103：选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值。
[0057] S104：根据各第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值。
[0058] S105：根据风电装机容量占比、功率缺额、最优惯性时间常数值、有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值。
[0059] S106：根据各第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0060] 由图1所示的流程可知，本发明通过固定的边界值风电装机容量占比及功率缺额，以及从参数预先设定的惯性时间常数Tj、有功调频系数Kf及调频支撑时间t的取值范围内获取的不同的参数值，对风电系统频率的最小值进行优化，通过调整惯性时间常数Tj的取值，其余参数选取一组固定值以及边界值，获得优化目标风电系统频率的各最小值，选取各最小值中最大的风电系统频率的最小值对应的惯性时间常数Tj的值为最优惯性时间常数值，然后通过调整有功调频系数Kf及调频支撑时间t的取值，调整惯性时间常数Tj选取一组固定值以及边界值，获得优化目标风电系统频率的各最小值，选取各最小值中最大的风电系统频率的最小值对应的有功调频系数Kf及调频支撑时间t的值为最优有功调频系数值及调频支撑时间值，从而获得该风电系统频率对应的最优控制参数即最优惯性时间常数值、最优有功调频系数值及调频支撑时间值。本发明通过对风电虚拟同步发电机控制参数的优化，在兼顾改善效果风电系统频率一次跌落的基础上，同时具有有效改善转速恢复过程引起的风电系统频率二次跌落幅值，减小对风电系统的影响的技术效果。
[0061] 在一个实施例中，如图2所示，本发明提供的风电转子惯性调频的参数优化方法还包括：
[0062] S107：设定惯性时间常数的取值范围、有功调频系数的取值范围及调频支撑时间的取值范围。
[0063] 具体实施时，惯性时间常数Tj取值范围设定为4～12，有功调频系数Kf取值范围设定为5～20，选取调频支撑时间t取值范围设定为4～12s。
[0064] 步骤S102具体实施时，获取边界条件风电系统中风电装机容量比例20％，t＝20s时风电系统发生5％功率缺额，控制参数中的惯性时间常数Tj取值范围设定为4～12。根据风电装机容量占比20％、功率缺额5％及惯性时间常数Tj取值范围4～12中的任一惯性时间常数值，生成第一组合参数值。本发明选取Tj＝5及Tj＝12，Tj＝5时对应的第一组合参数值为风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝5，Tj＝12时对应的第一组合参数值为风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12。其中在选取惯性时间常数的值时，没有必须的选择顺序只需要在设定的取值范围4～12即可，且各第一组合参数值中风电装机容量占比的值及功率缺额的值相同。
[0065] 步骤S103具体实施时，根据有功调频系数Kf的取值范围内的任一有功调频系数值及所述调频支撑时间t的取值范围内的任一调频支撑时间值后，与上述步骤S103中生成的各第一组合参数值生成生成各第一组合参数值对应的第二组合参数值。
[0066] 本发明选取有功调频系数Kf取值范围5～20内的Kf＝19，选取调频支撑时间t取值范围4～12s内的t＝12s。根据Kf＝19、t＝12s及Tj＝5时对应的第一组合参数值(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝5)生成该第一组合参数值对应的第二组合参数值，该第二组合参数值为风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝5、Kf＝19、t＝12s；根据Kf＝19、t＝12s及Tj＝12时对应的第一组合参数值(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝
12)生成该第一组合参数值对应的第二组合参数值，该第二组合参数值为风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝19、t＝12s。其中有功调频系数Kf的值的选取与调频支撑时间t的值的选取不存在依赖关系，彼此之间独立在对应的取值范围内任选一个值，且各第二组合参数值中有功调频系数Kf的值与调频支撑时间t的值相同。
12)生成该第一组合参数值对应的第二组合参数值，该第二组合参数值为风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝19、t＝12s。其中有功调频系数Kf的值的选取与调频支撑时间t的值的选取不存在依赖关系，彼此之间独立在对应的取值范围内任选一个值，且各第二组合参数值中有功调频系数Kf的值与调频支撑时间t的值相同。
[0067] 在一个实施例中，如图3所示，步骤S104包括：
[0068] S201：根据各第二组合参数值，生成各第二组合参数值对应变化率的待优化的风电系统频率第一曲线。
[0069] 具体实施时，如图4所示，根据Tj＝5时对应的第二组合参数值(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝5、Kf＝19、t＝12s)生成该第二组合参数值对应变化率的待优化的风电系统频率第一曲线A；根据Tj＝12时对应的第二组合参数值(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝19、t＝12s)生成该第二组合参数值对应变化率的待优化的风电系统频率第一曲线B，由于惯性时间常数Tj的值不同，使得风电系统频率第一曲线A与风电系统频率第一曲线B的风电系统频率变化率即df/dt不相同。
[0070] S202：根据各待优化的风电系统频率第一曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值。
[0071] 具体实施时，如图4所示，风电系统频率第一曲线A的风电系统频率的最小值为fmin1，风电系统频率第一曲线B的风电系统频率的最小值为fmin2，由图3可知风电系统频率第一曲线A的最小值fmin1小于风电系统频率第一曲线B的风电系统频率的最小值为fmin2，因此获得待优化的风电系统频率的最小值最大的fmin2对应的风电系统频率第一曲线B，而风电系统频率第一曲线B对应的第二组合参数值为风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝19、t＝12s，从而获得最优惯性时间常数值Tj＝12。
[0072] 步骤S105具体实施时，根据风电装机容量占比、功率缺额、所述最优惯性时间常数值、有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值。
[0073] 其中风电装机容量占比20％、功率缺额5％、最优惯性时间常数值为Tj＝12，选取有功调频系数Kf取值范围5～20内的Kf＝6、11、15、18、19，选取调频支撑时间t取值范围4～12s内的t＝4s、5s、7s、10s、12s，则生成的第三组合参数值如下所示：
[0074] 第三组合参数值1：风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝6、t＝4s；
[0075] 第三组合参数值2：风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝11、t＝5s；
[0076] 第三组合参数值3：风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝15、t＝7s；
[0077] 第三组合参数值4：风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝18、t＝10s；
[0078] 第三组合参数值5：风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝19、t＝12s。其中有功调频系数Kf的值的选取与调频支撑时间t的值的选取不存在依赖关系，彼此之间独立在对应的取值范围内任选一个值并随意组合，且各第三组合参数值中风电装机容量占比、功率缺额、最优惯性时间常数值的值相同，本发明不以上述第三组合参数值为限。
[0079] 在一个实施例中，如图5所示，步骤S106所述包括：
[0080] S401：根据各第三组合参数值，生成各第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线。
[0081] 具体实施时，如图6所示，根据第三组合参数值1(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝6、t＝4s)，生成该第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线C；
[0082] 根据第三组合参数值2(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝11、t＝5s)，生成该第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线D；
[0083] 根据第三组合参数值3(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝15、t＝7s)，生成该第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线E；
[0084] 根据第三组合参数值4(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝18、t＝10s)，生成该第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线F；
[0085] 根据第三组合参数值5(风电装机容量占比20％、功率缺额5％、Tj＝12、Kf＝19、t＝12s)，生成该第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线G。其中由于第三组合参数值中的有功调频系数Kf的值与调频支撑时间t的值不同，使得各风电系统频率第二曲线的频率偏差不相同。
[0086] S402：根据各待优化的风电系统频率第二曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0087] 具体实施时，如图6所示，风电系统频率第二曲线C的风电系统频率的最小值为fmin3，风电系统频率第二曲线D的风电系统频率的最小值为fmin4，风电系统频率第二曲线E的风电系统频率的最小值为fmin5，风电系统频率第二曲线F的风电系统频率的最小值为fmin6，风电系统频率第二曲线G的风电系统频率的最小值为fmin7。由图6可知，风电系统频率第二曲线C、D、E、F、G的最小值由小到大的排序为fmin3
[0088] 经过上述参数优化后，在当前边界条件下，最终获得的最优控制参数为：惯性时间常数值Tj＝12、有功调频系数值Kf＝19、调频支撑时间值t＝12s，该最优控制参数对风电虚拟同步发电机调频效果最优。本发明通过确定风电虚拟同步发电机最优控制参数，在兼顾风电系统频率一次跌落改善效果的基础上，同时具有有效改善转速恢复过程引起的频率二次跌落幅值，减小对风电系统的影响的效果。
[0089] 基于与上述风电转子惯性调频的参数优化方法相同的申请构思，本发明还提供了一种风电转子惯性调频的参数优化系统，如下面实施例所述。由于该风电转子惯性调频的参数优化系统解决问题的原理与风电转子惯性调频的参数优化方法相似，因此该系统的实施可以参见风电转子惯性调频的参数优化方法的实施，重复之处不再赘述。
[0090] 图7为本申请实施例的风电转子惯性调频的参数优化系统的结构示意图，如图7所示，该风电转子惯性调频的参数优化系统包括：边界值获取单元601、第一组合参数值生成单元602、第二组合参数值生成单元603、最优惯性时间常数值生成单元604、第三组合参数值生成单元605及最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成单元606。
[0091] 边界值获取单元601，用于获取风电装机容量占比及功率缺额。
[0092] 第一组合参数值生成单元602，用于根据风电装机容量占比、功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值。
[0093] 第二组合参数值生成单元603，用于选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值。
[0094] 最优惯性时间常数值生成单元604，用于根据各第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值。
[0095] 第三组合参数值生成单元605，用于根据风电装机容量占比、功率缺额、最优惯性时间常数值、有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值。
[0096] 最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成单元606，用于根据各第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0097] 在一个实施例中，如图8所示，该风电转子惯性调频的参数优化系统还包括：参数范围设定单元602，用于设定惯性时间常数的取值范围、有功调频系数的取值范围及调频支撑时间的取值范围。
[0098] 在一个实施例中，如图9所示，最优惯性时间常数值生成单元605包括：风电系统频率第一曲线生成模块701及最优惯性时间常数值生成模块702。
[0099] 风电系统频率第一曲线生成模块701，用于根据各第二组合参数值，生成各第二组合参数值对应变化率的待优化的风电系统频率第一曲线。
[0100] 最优惯性时间常数值生成模块702，根据各待优化的风电系统频率第一曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值。
[0101] 在一个实施例中，如图10所示，最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成单元607包括：风电系统频率第二曲线生成模块801及最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成模块802。
[0102] 风电系统频率第二曲线生成模块801，用于根据各第三组合参数值，生成各第三组合参数值对应频率偏差的待优化的风电系统频率第二曲线。
[0103] 最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值生成模块802，用于根据各待优化的风电系统频率第二曲线，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0104] 本发明提供的风电转子惯性调频的参数优化方法及系统，包括：获取风电装机容量占比及功率缺额；根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值；选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各所述第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值；根据各第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值；根据所述风电装机容量占比、所述功率缺额、所述最优惯性时间常数值、所述有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值；根据各第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。本发明通过对风电虚拟同步发电机控制参数的优化，在兼顾改善效果风电系统频率一次跌落的基础上，同时具有有效改善转速恢复过程引起的风电系统频率二次跌落幅值，减小对风电系统的影响的技术效果。
[0105] 基于与上述风电转子惯性调频的参数优化方法相同的申请构思，本申请提供一种计算机设备，如下面实施例所述。由于该计算机设备解决问题的原理与风电转子惯性调频的参数优化方法相似，因此该计算机设备的实施可以参见风电转子惯性调频的参数优化方法的实施，重复之处不再赘述。
[0106] 在一个实施例中，计算机设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，如图1所示，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0107] S101：获取风电装机容量占比及功率缺额。
[0108] S102：根据风电装机容量占比、功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值。
[0109] S103：选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值。
[0110] S104：根据各第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值。
[0111] S105：根据风电装机容量占比、功率缺额、最优惯性时间常数值、有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值。
[0112] S106：根据各第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0113] 基于与上述风电转子惯性调频的参数优化方法相同的申请构思，本申请提供一种计算机可读存储介质，如下面实施例所述。由于该计算机可读存储介质解决问题的原理与风电转子惯性调频的参数优化方法相似，因此该计算机可读存储介质的实施可以参见风电转子惯性调频的参数优化方法的实施，重复之处不再赘述。
[0114] 在一个实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，如图1所示，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0115] S101：获取风电装机容量占比及功率缺额。
[0116] S102：根据风电装机容量占比、功率缺额及预先设定的惯性时间常数的取值范围内的多个惯性时间常数值，生成多个第一组合参数值。
[0117] S103：选取预先设定的有功调频系数的取值范围内的任一有功调频系数值及预先设定的调频支撑时间的取值范围内的任一调频支撑时间值，根据选取的有功调频系数值及选取的调频支撑时间值与各第一组合参数值分别生成对应的第二组合参数值。
[0118] S104：根据各第二组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的惯性时间常数值，作为最优惯性时间常数值。
[0119] S105：根据风电装机容量占比、功率缺额、最优惯性时间常数值、有功调频系数的取值范围内选取的多个有功调频系数值及所述调频支撑时间的取值范围内选取的多个调频支撑时间值，分别对应生成多个第三组合参数值。
[0120] S106：根据各第三组合参数值，获得待优化的风电系统频率的最小值最大时对应的有功调频系数值及调频支撑时间值，作为最优有功调频系数值及最优调频支撑时间值。
[0121] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0122] 本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。