本發(fā)明涉及風(fēng)電并網(wǎng)控制，尤其涉及一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著可再生能源的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中的比重不斷提升。然而，由于風(fēng)能具有波動(dòng)性和間歇性，使得風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)控制方式在應(yīng)對(duì)頻繁功率波動(dòng)和電網(wǎng)故障時(shí)，表現(xiàn)出較低的慣量支持能力，難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)高動(dòng)態(tài)性能和高穩(wěn)定性的要求。目前，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)逐漸成為一種有效提升電網(wǎng)穩(wěn)定性的解決方案。構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)可以通過上層控制策略，提供虛擬慣量和阻尼，增強(qiáng)風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)中的調(diào)節(jié)能力，緩解電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率波動(dòng)。

2、然而，構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)交互仍然面臨許多技術(shù)難題，尤其是在風(fēng)機(jī)慣量和阻尼系數(shù)的精確計(jì)算方面，現(xiàn)有技術(shù)通常依賴固定的參數(shù)設(shè)定，缺乏動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化能力，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)與儲(chǔ)能系統(tǒng)無法充分發(fā)揮其應(yīng)有的慣量響應(yīng)和調(diào)頻作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法精確計(jì)算風(fēng)機(jī)慣量和阻尼系數(shù)的技術(shù)問題。

2、一方面，本發(fā)明提供一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，包括：

3、基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)所在電網(wǎng)系統(tǒng)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率和預(yù)設(shè)頻率參考值確定頻率偏差量，以及基于所述電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率確定頻率變化率；

4、將所述頻率偏差量、所述頻率變化率、預(yù)設(shè)的虛擬慣量初始值以及虛擬阻尼初始值輸入預(yù)先基于苔蘚生長構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)控制器；

5、基于所述網(wǎng)絡(luò)控制器，確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)；

6、基于所述目標(biāo)比例系數(shù)，確定所述構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的有功輸入的第一參考值以及所述電網(wǎng)系統(tǒng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的有功輸入的第二參考值；

7、基于所述第一參考值、所述第二參考值、所述目標(biāo)阻尼系數(shù)以及所述目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)，控制所述構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，所述基于所述網(wǎng)絡(luò)控制器，確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)，包括：

9、確定初始種群；其中，所述初始種群中的每個(gè)個(gè)體表示一組慣量系數(shù)和阻尼系數(shù)的組合；

10、確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)各自的函數(shù)；

11、基于各所述函數(shù)篩選出符合預(yù)設(shè)規(guī)則的慣量系數(shù)和阻尼系數(shù)的組合；

12、基于符合預(yù)設(shè)規(guī)則的慣量系數(shù)和阻尼系數(shù)的組合，確定目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和目標(biāo)比例系數(shù)。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，所述基于所述網(wǎng)絡(luò)控制器，確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)，包括：

14、基于所述網(wǎng)絡(luò)控制器，采用孢子傳播搜索和對(duì)偶傳播搜索確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，采用孢子傳播搜索和對(duì)偶傳播搜索確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)，包括：

16、比較所述頻率偏差量與預(yù)設(shè)偏差閾值的大??；

17、當(dāng)所述頻率偏差量大于所述預(yù)設(shè)偏差閾值時(shí)，采用孢子傳播搜索確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)；

18、當(dāng)所述頻率偏差量小于或等于所述預(yù)設(shè)偏差閾值時(shí)，采用對(duì)偶傳播搜索確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)。

19、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，所述目標(biāo)比例系數(shù)的函數(shù)包括：

20、；其中， p0k表示第k次的目標(biāo)比例系數(shù)， p0k-1表示第k-1次的目標(biāo)比例系數(shù)，表示頻率偏差量的最大值， u表示頻率變化率；e表示自然對(duì)數(shù)的底數(shù)；

21、所述目標(biāo)阻尼系數(shù)的函數(shù)包括：

22、；其中， d0k表示第k次的目標(biāo)阻尼系數(shù)， d0k-1表示第k-1次的目標(biāo)阻尼系數(shù)，表示頻率偏差量；

23、所述目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)的函數(shù)包括：

24、；其中， j0k表示第k次的目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)， j0k-1表示第k-1次的目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)，n表示轉(zhuǎn)動(dòng)慣量調(diào)節(jié)系數(shù)。

25、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，所述預(yù)設(shè)規(guī)則包括：

26、組合中的慣量系數(shù)和阻尼系數(shù)的絕對(duì)值均小于預(yù)設(shè)閾值。

27、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，所述基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)所在電網(wǎng)系統(tǒng)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率和預(yù)設(shè)頻率參考值確定頻率偏差量，以及基于所述電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率確定頻率變化率，包括：

28、確定構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)所在電網(wǎng)系統(tǒng)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率與預(yù)設(shè)頻率參考值的差值，作為頻率偏差量；

29、確定電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率與時(shí)間變量的一階導(dǎo)數(shù)，作為頻率變化率。

30、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，所述基于各所述函數(shù)篩選出符合預(yù)設(shè)規(guī)則的慣量系數(shù)和阻尼系數(shù)的組合，包括：

31、利用資源競爭機(jī)制，基于各所述函數(shù)確定各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度；

32、基于各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度，篩選出符合預(yù)設(shè)規(guī)則的慣量系數(shù)和阻尼系數(shù)的組合。

33、另一方面，本發(fā)明還提供一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制裝置，包括：

34、第一計(jì)算模塊，用于基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)所在電網(wǎng)系統(tǒng)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率和預(yù)設(shè)頻率參考值確定頻率偏差量，以及基于所述電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率確定頻率變化率；

35、輸入模塊，用于將所述頻率偏差量、所述頻率變化率、預(yù)設(shè)的虛擬慣量初始值以及虛擬阻尼初始值輸入預(yù)先基于苔蘚生長構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)控制器；

36、苔蘚生長模塊，用于基于所述網(wǎng)絡(luò)控制器，確定所述電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)；

37、第二計(jì)算模塊，用于基于所述目標(biāo)比例系數(shù)，確定所述構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的有功輸入的第一參考值以及所述電網(wǎng)系統(tǒng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的有功輸入的第二參考值；

38、控制模塊，用于基于所述第一參考值、所述第二參考值、所述目標(biāo)阻尼系數(shù)以及所述目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)，控制所述構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼。

39、另一方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法。

40、本發(fā)明提供的基于苔蘚生長的構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼的控制方法，基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)所在電網(wǎng)系統(tǒng)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率和預(yù)設(shè)頻率參考值確定頻率偏差量，以及基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)頻率確定頻率變化率；將頻率偏差量、頻率變化率、預(yù)設(shè)的虛擬慣量初始值以及虛擬阻尼初始值輸入預(yù)先基于苔蘚生長構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)控制器；基于網(wǎng)絡(luò)控制器，確定電網(wǎng)系統(tǒng)的目標(biāo)阻尼系數(shù)、目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)和功率跟蹤曲線的目標(biāo)比例系數(shù)；基于目標(biāo)比例系數(shù)，確定構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的有功輸入的第一參考值以及電網(wǎng)系統(tǒng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的有功輸入的第二參考值；基于第一參考值、第二參考值、目標(biāo)阻尼系數(shù)以及目標(biāo)虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系數(shù)，控制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的虛擬慣量和阻尼，實(shí)現(xiàn)了慣量和阻尼系數(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，即實(shí)現(xiàn)了虛擬慣量和阻尼的自適應(yīng)控制，達(dá)到了靈活調(diào)節(jié)慣量和阻尼的目的，使風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的頻率支撐能力得以增強(qiáng)，提升了電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性以及電網(wǎng)頻率響應(yīng)的有效性和快速性。