(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111431192 A(43)申请公布日 2020.07.17
(21)申请号 202010212814.7(22)申请日 2020.03.24
(71)申请人 云南电网有限责任公司电力科学研
究院
地址 650217 云南省昆明市经济技术开发
区云大西路105号(72)发明人 杨蕾 向川 何鑫 李胜男 郭成
许守东 和鹏 孟贤 郭晓宇 邢超 奚鑫泽 (74)专利代理机构 北京弘权知识产权代理事务
所(普通合伙) 11363
代理人 逯长明 许伟群(51)Int.Cl.
H02J 3/24(2006.01)H02J 3/48(2006.01)
权利要求书2页 说明书13页 附图5页
H02J 3/38(2006.01)
CN 111431192 A(54)发明名称
一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法、装置及系统(57)摘要
本申请提供了一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法及系统，属于电力系统领域。针对现有技术中，用附加阻尼控制法抑制电网低频振荡过程中，当需要提高双馈风力发电机的有功功率时，双馈风力发电机没有有功功率的提升空间的问题，本申请提出一种方法，在满足双馈风力发电机工作需求的平稳状态下，降低双馈风力发电机的有功功率，预留部分有功功率，当附加阻尼控制器发出的指令有功功率高于双馈风力发电机的当前有功功率时，释放所预留的有功功率。本申请的方法，可以使双馈风力发电机在电网控制领域发挥更大的作用。
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权 利 要 求 书
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1.一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法，其特征在于，所述方法包括：当电网发生低频振荡现象时，双馈异步风力发电机接收附加阻尼控制器发出的指令有功功率；
所述双馈异步风力发电机根据所述指令有功功率和预留有功功率，对当前有功功率进行调整；
其中，所述预留有功功率采用下述步骤确定：根据当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数；根据所述当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定所述预留有功功率；所述当前有功功率采用下述步骤确定：根据所述当前风速、所述预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定所述当前有功功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前调差系数采用以下方法确定：
其中，Vmax为所述双馈异步风力发电机可正常运行的最大风速，Vmin为所述双馈异步风力发电机可正常运行的最小风速，RWmax为所述预设最大调差系数，RWmin为所述预设最小调差系数，RW为所述调差系数，V为所述当前风速，
为预设的风速与调差系数的比例
关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预留有功功率采用以下方法确定：
其中，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率，RW为所述当前调差系数，Δf为所述预设电网的频率变化量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前风速、所述预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定所述当前有功功率，包括：
如果所述当前风速大于或等于双馈异步风力发电机额定工作风速，则所述当前有功功率采用以下方法确定：
PW＝Prated-ΔP其中，PW为所述当前有功功率，Prated为所述双馈异步风力发电机在所述当前风速大于双馈异步风力发电机额定工作风速下的额定有功功率，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果所述当前风速小于所述双馈异步风力发电机的额定工作风速，则所述当前有功功率采用以下方法确定：
PW＝Popt-ΔP其中，PW为所述当前有功功率，Popt为所述双馈异步风力发电机的最大追踪功率，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率。
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权 利 要 求 书
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6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述指令有功功率和预留有功功率，对所述当前有功功率进行调整，包括：
如果所述指令有功功率大于所述当前有功功率，则所述双馈异步风力发电机释放部分所述预留有功功率，升高所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率；
如果所述指令有功功率小于所述当前有功功率，则降低所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果当前风速不在所述双馈异步风力发电机可正常运行的风速范围内，则所述双馈异步风力发电机停转。
8.一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的装置，其特征在于，所述装置包括：接收模块，用于当电网发生低频振荡现象时，接收附加阻尼控制器发出的指令有功功率；
调整模块，根据所述指令有功功率和预留有功功率，对当前有功功率进行调整；其中，所述预留有功功率采用下述步骤确定：根据所述当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数；根据所述当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定所述预留有功功率；所述当前有功功率采用下述步骤确定：根据所述当前风速、所述预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定所述当前有功功率。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整模块具体用于：如果所述指令有功功率大于所述当前有功功率，则释放部分所述预留有功功率，升高所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率；
如果所述指令有功功率小于所述当前有功功率，则降低所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率。
10.一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的系统，其特征在于，所述系统包括双馈异步风力发电机和附加阻尼控制器；
所述附加阻尼控制器，用于当电网发生低频振荡现象时，发出指令有功功率；所述双馈异步风力发电机，用于当电网发生低频振荡现象时，接收所述附加阻尼控制器发出的指令有功功率，以及根据所述指令有功功率，对当前有功功率进行调整；
其中，所述预留有功功率采用下述步骤确定：根据所述当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数；根据所述当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定所述预留有功功率；所述当前有功功率采用下述步骤确定：根据所述当前风速、所述预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定所述当前有功功率。
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说 明 书
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一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法、装置及系统
技术领域
[0001]本申请涉及电力系统领域，特别涉及一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法、装置及系统。背景技术
[0002]在电网领域，风电技术的占有比例越来越高，尤其在风电大规模并网后，如何控制电网安全性和稳定性的问题，已成为一个不可忽视的问题。风能本身的间歇性、波动性、反调峰特性，以及风电机组与传统同步发电机在结构及控制策略的不同，使得电网产生低频振荡现象之后难以调控，进而难以控制电网的安全性和稳定性。[0003]双馈风力发电机是目前风力发电的主要机型。双馈风力发电机接入电网后，电网在故障发生时，可能产生低频振荡的现象，目前电力系统主要利用附加阻尼控制法解决上述现象。当电网产生低频振荡之后，附加阻尼控制器根据振荡情况，对双馈风力发电机发出指令有功功率，双馈风力发电机根据接收到的指令有功功率调节当前有功功率，以抑制电网低频振荡的现象。但是上述方法中，在电网平稳状态下双馈风力发电机通常处于满载状态，不会预留备用有功功率，如果附加阻尼控制器对双馈风力发电机发出的指令有功功率大于双馈风力发电机目前的有功功率，此时，双馈风力发电机没有有功功率的提升空间，无法将当前有功功率调整到指令有功功率，进而无法实现对电网低频振荡现象的抑制。[0004]基于此，目前亟需一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法，解决现有技术中用附加阻尼控制法抑制电网低频振荡过程中，当需要提高双馈风力发电机的有功功率时，双馈风力发电机没有有功功率的提升空间，无法将当前有功功率调整到指令有功功率，进而无法实现对电网低频振荡现象抑制的问题。
发明内容
[0005]本申请提供了一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法、装置及系统，可用于解决在现有技术中用附加阻尼控制法抑制电网低频振荡过程中，当需要提高双馈风力发电机的有功功率时，双馈风力发电机没有有功功率的提升空间，无法将当前有功功率调整到指令有功功率，进而无法实现对电网低频振荡现象抑制的问题。[0006]第一方面，本申请提供了一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法，所述方法包括：
[0007]当电网发生低频振荡现象时，所述双馈异步风力发电机接收附加阻尼控制器发出的指令有功功率；
[0008]所述双馈异步风力发电机根据所述指令有功功率和预留有功功率，对所述当前有功功率进行调整；[0009]其中，所述预留有功功率采用下述步骤确定：[0010]根据当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数；[0011]根据所述当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定所述预留有功功率；
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说 明 书
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所述当前有功功率采用下述步骤确定：
[0013]根据所述当前风速、所述预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定所述当前有功功率。[0014]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述当前调差系数采用以下方法确定：
[0015][0016]
其中，Vmax为所述双馈异步风力发电机可正常运行的最大风速，Vmin为所述双馈异
步风力发电机可正常运行的最小风速，RWmax为所述预设最大调差系数，RWmin为所述预设最小调差系数，RW为所述调差系数，V为所述当前风速，
为预设的风速与调差系数的
比例关系。
[0017]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述预留有功功率采用以下方法确定：
[0018]
其中，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率，RW为所述当前调差系数，
Δf为所述预设电网的频率变化量。[0020]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，根据所述当前风速、所述预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定所述当前有功功率，包括：
[0021]如果所述当前风速大于或等于双馈异步风力发电机额定工作风速，则所述当前有功功率采用以下方法确定：[0022]PW＝Prated-ΔP[0023]其中，PW为所述当前有功功率，Prated为所述双馈异步风力发电机在所述当前风速大于双馈异步风力发电机额定工作风速下的额定有功功率，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0024]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述方法还包括：[0025]如果所述当前风速小于所述双馈异步风力发电机的额定工作风速，则所述当前有功功率采用以下方法确定：[0026]PW＝Popt-ΔP[0027]其中，PW为所述当前有功功率，Popt为所述双馈异步风力发电机的最大追踪功率，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0028]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，根据所述指令有功功率和预留有功功率，对所述当前有功功率进行调整，包括：
[0029]如果所述指令有功功率大于所述当前有功功率，则所述双馈异步风力发电机释放部分所述预留有功功率，升高所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率；
[0030]如果所述指令有功功率小于所述当前有功功率，则降低所述双馈异步风力发电机
5
[0019]
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说 明 书
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的当前有功功率至所述指令有功功率。[0031]结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述方法还包括：
[0032]如果当前风速不在所述双馈异步风力发电机可正常运行的风速范围内，则所述双馈异步风力发电机停转。[0033]第二方面，本申请提供了一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的装置，所述装置包括：
[0034]接收模块，用于当电网发生低频振荡现象时，接收附加阻尼控制器发出的指令有功功率；[0035]调整模块，根据所述指令有功功率和预留有功功率，对当前有功功率进行调整；[0036]其中，所述预留有功功率采用下述步骤确定：[0037]根据所述当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数；[0038]根据所述当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定所述预留有功功率；[0039]所述当前有功功率采用下述步骤确定：[0040]根据所述当前风速、所述预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定所述当前有功功率。[0041]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述当前调差系数采用以下方法确定：
[0042][0043]
其中，Vmax为所述双馈异步风力发电机可正常运行的最大风速，Vmin为所述双馈异
步风力发电机可正常运行的最小风速，RWmax为所述预设最大调差系数，RWmin为所述预设最小调差系数，RW为所述当前调差系数，V为所述当前风速，
为预设的风速与调差系
数的比例关系。
[0044]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述预留有功功率采用以下方法确定：
[0045]
其中，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率，RW为所述当前调差系数，
Δf为所述预设电网的频率变化量。[0047]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述当前有功功率具体采用下述步骤确定：
[0048]如果所述当前风速大于或等于双馈异步风力发电机额定工作风速，则所述当前有功功率采用以下方法确定：[0049]PW＝Prated-ΔP[0050]其中，PW为所述当前有功功率，Prated为所述双馈异步风力发电机在所述当前风速大于双馈异步风力发电机额定工作风速下的额定有功功率，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率。
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[0046]
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结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述当前有功功率具体采用下
述步骤确定：
[0052]如果所述当前风速小于所述双馈异步风力发电机的额定工作风速，则所述当前有功功率采用以下方法确定：[0053]PW＝Popt-ΔP[0054]其中，PW为所述当前有功功率，Popt为所述双馈异步风力发电机的最大追踪功率，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0055]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述调整模块，具体用于：[0056]如果所述指令有功功率大于所述当前有功功率，则所述双馈异步风力发电机释放部分所述预留有功功率，升高所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率；
[0057]如果所述指令有功功率小于所述当前有功功率，则降低所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率。[0058]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述装置还包括：[0059]停转模块，用于如果当前风速不在所述双馈异步风力发电机可正常运行的风速范围内，则停转。
[0060]第三方面，本申请提供了一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的系统，所述系统包括：双馈异步风力发电机和附加阻尼控制器；
[0061]所述双馈异步风力发电机双馈异步风力发电机所述附加阻尼控制器，用于当电网发生低频振荡现象时，发出指令有功功率；[0062]所述双馈异步风力发电机，用于当电网发生低频振荡现象时，接收所述附加阻尼控制器发出来的指令有功功率，以及根据所述指令有功功率，对当前有功功率进行调整；[0063]其中，所述预留有功功率采用下述步骤确定：[0064]根据所述当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数；[0065]根据所述当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定所述预留有功功率；[0066]所述当前有功功率采用下述步骤确定：[0067]根据所述当前风速、所述预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定所述当前有功功率。[0068]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述当前调差系数采用以下方法确定：
[0069][0070]
其中，Vmax为所述双馈异步风力发电机可正常运行的最大风速，Vmin为所述双馈异
步风力发电机可正常运行的最小风速，RWmax为所述预设最大调差系数，RWmin为所述预设最小调差系数，RW为所述调差系数，V为所述当前风速，
为预设的风速与调差系数的
比例关系。
[0071]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述预留有功功率采用以下方法确定：
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其中，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率，RW为所述当前调差系数，
Δf为所述预设电网的频率变化量。[0074]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述当前有功功率具体采用下述步骤确定：
[0075]如果所述当前风速大于或等于双馈异步风力发电机额定工作风速，则所述当前有功功率采用以下方法确定：[0076]PW＝Prated-ΔP[0077]其中，PW为所述当前有功功率，Prated为所述双馈异步风力发电机在所述当前风速大于双馈异步风力发电机额定工作风速下的额定有功功率，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率。
[0078]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述当前有功功率具体采用下述步骤确定：
[0079]如果所述当前风速小于所述双馈异步风力发电机的额定工作风速，则所述当前有功功率采用以下方法确定：[0080]PW＝Popt-ΔP[0081]其中，PW为所述当前有功功率，Popt为所述双馈异步风力发电机的最大追踪功率，ΔP为所述双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0082]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述双馈异步风力发电机，具体用于：
[0083]如果所述指令有功功率大于所述当前有功功率，则所述双馈异步风力发电机释放部分所述预留有功功率，升高所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率；
[0084]如果所述指令有功功率小于所述当前有功功率，则降低所述双馈异步风力发电机的当前有功功率至所述指令有功功率。[0085]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述双馈异步风力发电机还用于：
[0086]如果当前风速不在所述双馈异步风力发电机可正常运行的风速范围内，则停转。[0087]本申请实施例中，当双馈异步风力发电机在正常工作状态时，预留一定的预留有功功率不发，双馈异步风力发电机仍然处于正常工作状态。如果电网发生低频振荡，附加阻尼控制器发出指令有功功率大于双馈异步风力发电机的当前有功功率，则释放预留有功功率，达到指令有功功率的要求，以实现采用利用双馈异步风力发电机抑制电网低频振荡的目的，使得双馈异步风力发电机在电网发生故障时，发挥更大的作用。
[0073]
附图说明
[0088]图1为本申请实施例提供的一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法的流程示意图；
[0089]图2为本申请实施例提供的一种附加阻尼控制器发出指令有功功率的流程示意
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图；
图3为本申请实施例提供的一种预设风速与调差系数的比例关系示意图；
[0091]图4为本申请实施例提供的一种附加阻尼控制器的控制环节示意图；[0092]图5为本申请实施例提供的一种确定当前有功功率的流程示意图；[0093]图6为本申请一种实施例的电网系统结构示意图；
[0094]图7为本申请实施例提供的一种采用附加阻尼控制器抑制电网低频振荡前后的同步机转子转速变化示意图之一；
[0095]图8为本申请实施例提供的一种采用附加阻尼控制器抑制电网低频振荡前后的同步机转子转速变化示意图之二；
[0096]图9为本申请实施例提供的一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的装置结构示意图；
[0097]图10本申请实施例提供的一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的装置结构示意图。
具体实施方式
[0098]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。[0099]如图1所示，为本申请实施例提供的一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法的流程示意图，具体步骤如下：[0100]步骤101，当电网发生低频振荡现象时，双馈异步风力发电机(Doubly fed Induction Generator，DFIG)接收附加阻尼控制器发出的指令有功功率。[0101]具体的，如图2所示，为本申请实施例提供的一种附加阻尼控制器发出指令有功功率的流程示意图，具体包括：[0102]步骤201，获取当前风速。[0103]步骤202，根据当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数。
[0104]如图3所示，为本申请实施例提供的一种预设风速与调差系数的比例关系示意图。[0105]根据工程经验，调差系数如果过大容易引起双馈异步风力发电机失步停机，因此其中的预设最大调差系数一般不超过0.05。[0106]具体的，当前调差系数通过以下方式确定：
[0107][0090]
其中，Vmax为双馈异步风力发电机可正常运行的最大风速，Vmin为双馈异步风力发电机可正常运行的最小风速，RWmax为预设最大调差系数，RWmin为预设最小调差系数，V为当前
[0108]
风速，
[0109][0110]
为预设的风速与调差系数的比例关系，RW为当前调差系数。
步骤203，根据当前调差系数，确定下垂控制系数。
具体的，下垂控制系数通过以下方式确定：
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其中，Kpf是下垂控制系数，Rw是当前调差系数。步骤204，根据当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定预留有功功率。具体的，预留有功功率采用以下方法确定：
其中，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率，RW为当前调差系数，Δf为预设
电网的频率变化量。[0117]步骤205，根据双馈异步风力发电机的满载有功功率和预留有功功率，确定减载系数。
[0118]具体的，双馈异步风力发电机在不同的风速下的满载功率不同。[0119]双馈异步风力发电机通过叶片捕获风能，并将其转化成机械能。叶片捕获的风能功率通过以下方式确定：
[0120][0121]
[0116]
其中，Pb为叶片捕获的风能功率，ρ为双馈异步风力发电机所在地的空气密度，D为
风轮直径，v为风速。
[0122]叶片捕获的风能并不能全部转化成机械能，叶片捕获的机械功率通过以下方式确定：
[0123]
其中，Pm为叶片捕获的机械功率，CP为转化率，Pb为叶片捕获的风能功率，ρ为双馈
异步风力发电机所在地的空气密度，D为风轮直径，v为风速。
[0125]如果当前风速不在双馈异步风力发电机可正常运行的风速范围内，则双馈异步风力发电机直接停转，即双馈异步风力发电机将当前有功功率调整为0。一种双馈异步风力发电机可正常运行的最大风速为16m/s，双馈异步风力发电机可正常运行的最小风速为6m/s，最大风速和最小风速根据实际情况为可调值，并不局限于本申请实施例的取值。[0126]如果当前风速在双馈异步风力发电机可正常运行的风速范围内，且不考虑预留有功功率，则当前风速大于额定风速时，双馈异步风力发电机以额定有功功率运行，此时双馈异步风力发电机的满载功率即为额定有功功率。当前风速小于额定风速时，双馈异步风力发电机以最大追踪功率运行，此时双馈异步风力发电机的满载功率即为最大追踪功率。[0127]具体的，如果当前风速大于双馈异步风力发电机的额定风速，则减载系数通过以下方式确定：
[0128][0129]
[0124]
其中，Prated为双馈异步风力发电机的额定有功功率，d为减载系数，ΔP为双馈异步
风力发电机的预留有功功率。
[0130]如果当前风速小于双馈异步风力发电机的额定有功功率，则减载系数通过以下方
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式确定：
[0131]
其中，Popt为双馈异步风力发电机的最大追踪功率，d为减载系数，ΔP为双馈异步
风力发电机的预留有功功率。[0133]步骤206，根据减载系数和下垂控制系数改变附加阻尼控制器的控制参数。[0134]如图4所示，为本申请实施例提供的一种附加阻尼控制器的控制环节示意图。具体的，附加阻尼控制器主要由滤波、移项、放大和限幅四个环节构成，xin、xout分别是附加阻尼控制环节的反馈输入信号和输出信号，N(s)、D(s)代表滤波环节传递函数的分子和分母，T1、T2是移相环节时间常数，m为移相环节个数，K表示放大环节的增益系数。[0135]在本申请实施例中，限幅环节的系数取为减载系数，放大环节的增益系数取为下垂控制系数。
[0136]步骤207，根据确定好的附加阻尼控制器的控制参数和电网的振荡情况，附加阻尼控制器发出相应的指令有功功率。[0137]具体的，当电网发生振荡时，向附加阻尼控制器输入振荡模拟量，附加阻尼控制器的控制参数在此前已经确定好，通过附加阻尼控制器的计算控制，得到双馈异步风力发电机应当输出的指令有功功率，并将指令有功功率输出至双馈异步风力发电机。[0138]步骤102，双馈异步风力发电机根据指令有功功率和预留有功功率，对当前有功功率进行调整。
[0139]根据步骤102可知，如果发生需要调整当前有功功率的情况，首先需要确定当前有功功率。其中，当前有功功率是当电网未发生振荡现象时，双馈异步风力发电机在正常稳定运行的前提下，采用本申请实施例提供的方法，预留部分有功功率不发后，不高于满载功率的实际运行功率。[0140]如图5所示，为本申请实施例提供的一种确定当前有功功率的流程示意图。[0141]步骤501，获取当前风速。[0142]步骤502，根据当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数。
[0143]具体的，确定当前调差系数的方法与步骤202一致，此处不再赘述。[0144]步骤503，根据当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定预留有功功率。[0145]具体的，确定预留有功功率的方法与步骤204一致，此处不再赘述。[0146]步骤504，根据当前风速、预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定当前有功功率。
[0147]如果当前风速大于或等于双馈异步风力发电机额定工作风速，则双馈异步风力发电机的满载功率为额定有功功率，当前有功功率采用以下方法确定：[0148]PW＝Prated-ΔP[0149]其中，PW为当前有功功率，Prated为双馈异步风力发电机的额定有功功率，额定有功功率为一个定值，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0150]为了保护双馈异步风力发电机，保证当前有功功率在额定范围内，双馈异步风力发电机通过调节桨距角，预留部分有功功率不发，使得双馈异步风力发电机发出不高于额
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定有功功率的当前有功功率。
[0151]如果当前风速小于双馈异步风力发电机额定工作风速，则双馈异步风力发电机的满载功率为最大追踪功率，当前有功功率采用以下方法确定：[0152]PW＝Popt-ΔP[0153]其中，PW为当前有功功率，Popt为双馈异步风力发电机的最大追踪功率，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0154]具体的，双馈异步风力发电机通过转子超速控制，增大转子转速，使得双馈异步风力发电机的运行曲线偏离最大追踪功率曲线，预留部分有功功率不发，得到当前有功功率。[0155]根据步骤501至步骤504，可以确定双馈异步风力发电机在电网未振荡情况下，平稳运行的当前有功功率。[0156]需要说明的是，上述步骤501至步骤503也是本申请实施例中确定预留有功功率的方法，具体内容可以参考上文描述，此处不再赘述。[0157]根据步骤101，可以获取在电网振荡时，附加阻尼控制器发出的指令有功功率。[0158]当电网发生低频振荡时，根据指令有功功率和预留有功功率，对当前有功功率进行调整。可以实现对电网低频振荡的抑制。[0159]具体的，如果指令有功功率大于当前有功功率，则双馈异步风力发电机释放部分预留有功功率，升高双馈异步风力发电机的当前有功功率至指令有功功率。[0160]如果指令有功功率小于当前有功功率，则降低双馈异步风力发电机的当前有功功率至指令有功功率。
[0161]为了展示本申请实施例的实施效果，结合下述实施例进行进一步地说明。[0162]如图6所示，为本申请一种实施例的电网系统结构示意图。具体的，该系统中，G1为水力发电机，G2为无穷大电网，L1、L2为负荷。变压器左右两边的电压分别为13.8kV和230kV。
[0163]首先设置故障1，故障1中，t＝10s时，负荷L1由25MVA突变为45MVA。故障1实施例的实施效果如图7所示。如图7所示，为本申请实施例提供的一种采用附加阻尼控制器抑制电网低频振荡前后的同步机转子转速变化示意图之一。电网中同步机转子转速波动情况与电网振荡的情况是一致的，因此同步机的转子转速波动反应了电网的振荡情况，由图7可知，采取本申请实施例提供的方法后，电网振荡的情况得到了迅速地抑制。[0164]再次设置故障2，故障2中，无穷大系统母线B2处发生三相短路故障，故障持续时间为0.1s。故障2实施例的实施效果如图8所示。如图8所示，为本申请实施例提供的一种采用附加阻尼控制器抑制电网低频振荡前后的同步机转子转速变化示意图之二。由图8可知，采取本申请实施例提供的方法后，电网振荡的情况得到了迅速地抑制。
[0165]本申请实施例提供了一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的方法。当双馈异步风力发电机在正常工作状态时，预留一定的预留有功功率不发，双馈异步风力发电机仍然处于正常工作状态。如果电网发生低频振荡，附加阻尼控制器发出指令有功功率大于双馈异步风力发电机的当前有功功率，则释放预留有功功率，达到指令有功功率的要求，以实现采用利用双馈异步风力发电机抑制电网低频振荡的目的，使得双馈异步风力发电机在电网发生故障时，发挥更大的作用。
[0166]下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实
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施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。
[0167]图9示例性示出了本申请实施例提供的一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的装置结构示意图。如图9所示，该装置具有实现上述利用附加阻尼抑制电网低频振荡的功能，功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。该装置可以包括：接收模块901和调整模块902。
[0168]接收模块901，用于当电网发生低频振荡现象时，双馈异步风力发电机接收附加阻尼控制器发出的指令有功功率；[0169]调整模块902，根据指令有功功率和预留有功功率，对当前有功功率进行调整；[0170]其中，预留有功功率采用下述步骤确定：[0171]根据当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数；[0172]根据当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定预留有功功率；[0173]当前有功功率采用下述步骤确定：[0174]根据当前风速、预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定当前有功功率。[0175]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，当前调差系数采用以下方法确定：
[0176]
其中，Vmax为双馈异步风力发电机可正常运行的最大风速，Vmin为双馈异步风力发
电机可正常运行的最小风速，RWmax为预设最大调差系数，RWmin为预设最小调差系数，RW为调差系数，V为当前风速，
[0178]
[0177]
为预设的风速与调差系数的比例关系。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，预留有功功率采用以下方法确
定：
[0179]
其中，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率，RW为当前调差系数，Δf为预设电网的频率变化量。
[0181]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述当前有功功率具体采用下述步骤确定：
[0182]如果当前风速大于或等于双馈异步风力发电机额定工作风速，则当前有功功率采用以下方法确定：[0183]PW＝Prated-ΔP[0184]其中，PW为当前有功功率，Prated为双馈异步风力发电机在当前风速大于双馈异步风力发电机额定工作风速下的额定有功功率，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0185]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述当前有功功率具体采用下述步骤确定：
[0186]如果当前风速小于双馈异步风力发电机的额定工作风速，则当前有功功率采用以下方法确定：
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PW＝Popt-ΔP
[0188]其中，PW为当前有功功率，Popt为双馈异步风力发电机的最大追踪功率，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0189]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，调整模块902，具体用于：[0190]如果指令有功功率大于当前有功功率，则双馈异步风力发电机释放部分预留有功功率，升高双馈异步风力发电机的当前有功功率至指令有功功率；[0191]如果指令有功功率小于当前有功功率，则降低双馈异步风力发电机的当前有功功率至指令有功功率。[0192]结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述装置还包括停转模块：[0193]如果当前风速不在双馈异步风力发电机可正常运行的风速范围内，则停转。[0194]本申请实施例提供了一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的装置。当双馈异步风力发电机在正常工作状态时，预留一定的预留有功功率不发，双馈异步风力发电机仍然处于正常工作状态。如果电网发生低频振荡，附加阻尼控制器发出指令有功功率大于双馈异步风力发电机的当前有功功率，则释放预留有功功率，达到指令有功功率的要求，以实现采用利用双馈异步风力发电机抑制电网低频振荡的目的，使得双馈异步风力发电机在电网发生故障时，发挥更大的作用。
[0195]下述为本申请系统实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请系统实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。
[0196]图10示例性示出了本申请实施例提供的一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的系统结构示意图。系统包括：双馈异步风力发电机1001和附加阻尼控制器1002。[0197]附加阻尼控制器1002，用于当电网发生低频振荡现象时，发出指令有功功率；[0198]双馈异步风力发电机1001，用于当电网发生低频振荡现象时，接收附加阻尼控制器发出来的指令有功功率，以及根据指令有功功率，对当前有功功率进行调整。[0199]其中，预留有功功率采用下述步骤确定：[0200]根据当前风速，以及预设的风速与调差系数的比例关系，确定当前调差系数。[0201]根据当前调差系数和预设电网的频率变化量，确定预留有功功率。[0202]当前有功功率采用下述步骤确定：[0203]根据当前风速、预留有功功率和双馈异步风力发电机在不同风速下的满载有功功率，确定当前有功功率。[0204]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，当前调差系数采用以下方法确定：
[0205]
其中，Vmax为双馈异步风力发电机可正常运行的最大风速，Vmin为双馈异步风力发
电机可正常运行的最小风速，RWmax为预设最大调差系数，RWmin为预设最小调差系数，RW为调差系数，V为当前风速，
[0207]
[0206]
为预设的风速与调差系数的比例关系。
结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，预留有功功率采用以下方法确
定：
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其中，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率，RW为当前调差系数，Δf为预设
电网的频率变化量。
[0210]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述当前有功功率具体采用下述步骤确定：
[0211]如果当前风速大于或等于双馈异步风力发电机额定工作风速，则当前有功功率采用以下方法确定：[0212]PW＝Prated-ΔP[0213]其中，PW为当前有功功率，Prated为双馈异步风力发电机在当前风速大于双馈异步风力发电机额定工作风速下的额定有功功率，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0214]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述当前有功功率具体采用下述步骤确定：
[0215]如果当前风速小于双馈异步风力发电机的额定工作风速，则当前有功功率采用以下方法确定：
[0216]PW＝Popt-ΔP[0217]其中，PW为当前有功功率，Popt为双馈异步风力发电机的最大追踪功率，ΔP为双馈异步风力发电机的预留有功功率。[0218]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，双馈异步风力发电机1001，具体用于：
[0219]如果指令有功功率大于当前有功功率，则双馈异步风力发电机释放部分预留有功功率，升高双馈异步风力发电机的当前有功功率至指令有功功率；[0220]如果指令有功功率小于当前有功功率，则降低双馈异步风力发电机的当前有功功率至指令有功功率。
[0221]结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述双馈异步风力发电机还用于：
[0222]如果当前风速不在双馈异步风力发电机可正常运行的风速范围内，则停转。[0223]本申请提供了一种利用附加阻尼抑制电网低频振荡的系统。当双馈异步风力发电机在正常工作状态时，预留一定的预留有功功率不发，双馈异步风力发电机仍然处于正常工作状态。如果电网发生低频振荡，附加阻尼控制器发出指令有功功率大于双馈异步风力发电机的当前有功功率，则释放预留有功功率，达到指令有功功率的要求，以实现采用利用双馈异步风力发电机抑制电网低频振荡的目的，使得双馈异步风力发电机在电网发生故障时，发挥更大的作用。
[0224]本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
[0225]本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组
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件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
[0226]本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0227]应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
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