1.一种风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法,其特征在于,包括:根据电网内部同步发电机的惯量时间常数、阻尼时间常数、机械功率比例系数、调速器下垂系数、高压缸功率系数和再热器时间常数,构建电网故障期间离散化的电网频率响应模型;根据所述电网频率响应模型和电网故障期间的电网等效电路,构建电网故障期间风电场对并网点的电压和频率的协同支撑模型;根据所述协同支撑模型,计算生成风电场的各发电机的电流指令,并控制风电场的各发电机跟随各自的电流指令进行运行,以对并网点的频率和电压的协同支撑;其中,所述电网故障期间离散化的电网频率响应模型表征的是:第n+1个控制节点处电网频率的偏差值与第n个控制节点处的风电场的有功指令的数学关系: ;其中, ;ΔT表示控制周期, 代表电网故障期间第n个控制节点处的风电场有功出力的变化量,R代表聚合后的调速器下垂系数, 代表阻尼时间常数,e为自然常数, 、 、 和 代表中间常数, 代表故障期间风电场的有功出力, 代表第i个控制周期内风电场有功出力的变化量, 代表电网故障期间第n-1个控制节点处的风电场有功出力的变化量,n代表第n个控制节点处的电网状态和优化变量; ,y代表电网内部的第y台同步发电机,m代表电网内部同步发电机的数量;所述协同支撑模型如 所示,其受电压、电流和功率约束,其中,电压约束表示为: ;电流约束表示为: ;功率约束表示为: ;其中,n代表第n个控制节点处的电网状态和优化变量, 代表风电场并网点电压, 代表风电场并网点电压额定值, 则代表的是优化目标的权重系数,j代表风电场内的第j台风机的相关参数和变量, 和 分别代表风机输出的有功电流和无功电流, 则代表风机的最大安全电流, 代表电网故障期间的电网等效电压,r和x分别代表电网的等效电阻和等效感抗, 和 分别代表风电场输出的有功电流和无功电流, 则代表故障发生前风电场的有功出力, 代表风机的有功出力, 则代表风机的有功出力上限。
2.根据权利要求1所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法,其特征在于,所述根据电网内部同步发电机的惯量时间常数、阻尼时间常数、机械功率比例系数、调速器下垂系数、高压缸功率系数和再热器时间常数,构建电网故障期间离散化的电网频率响应模型,包括:根据电网内部同步发电机的惯量时间常数、阻尼时间常数、机械功率比例系数、调速器下垂系数、高压缸功率系数和再热器时间常数,构建电网频率响应模型;根据电网故障期间风电场的有功功率的变化量,对所述电网频率响应模型进行计算和变换,得到电网故障期间离散化的电网频率响应模型。
3.根据权利要求2所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法,其特征在于,所述根据电网内部同步发电机的惯量时间常数、阻尼时间常数、机械功率比例系数、调速器下垂系数、高压缸功率系数和再热器时间常数,构建电网频率响应模型,包括:根据电网内部各同步发电机的有功功率-频率传递函数和电网内部的扰动功率,建立并网点频率偏差模型,其中,所述有功功率-频率传递函数包括:惯量时间常数、阻尼时间常数、机械功率比例系数、调速器下垂系数、高压缸功率系数和再热器时间常数,所述并网点频率偏差模型为高阶复域表达式;对所述并网点频率偏差模型中的调速器下垂系数、高压缸功率系数和再热器时间常数进行变量代换;对进行变量代换后的并网点频率偏差模型进行时域转换,得到所述电网频率响应模型,其中,所述电网频率响应模型为低阶时域表达式。
4.根据权利要求2所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法,其特征在于,所述根据电网故障期间风电场的有功功率的变化量,对所述电网频率响应模型进行计算和变换,得到电网故障期间离散化的电网频率响应模型,包括:根据电网故障期间风电场的有功功率和电网故障之前风电场的有功功率,确定电网故障期间风电场的有功功率的变化量;根据所述变化量和所述电网频率响应模型,计算得到风电场在任意控制周期的电网频率响应模型;对风电场在任意控制周期的电网频率响应模型进行拉普拉斯逆变换,并进行推导计算,得到电网故障期间离散化的电网频率响应模型,其中,电网故障期间离散化的电网频率响应模型表征的是:第n+1个控制节点处电网频率的偏差值与第n个控制节点处的风电场的有功指令的数学关系。
5.根据权利要求1所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法,其特征在于,所述根据所述电网频率响应模型和电网故障期间的电网等效电路,构建电网故障期间风电场对并网点的电压和频率的协同支撑模型,包括:根据电网故障期间的电网等效电路,确定电网故障期间的风电场的并网点电压模型;根据所述并网点电压模型、所述电网频率响应模型和优化目标,确定优化目标模型,其中,所述优化目标模型表征的是:第n个控制节点处优化目标的数学关系;为所述优化目标模型建立约束条件,以此构建得到电网故障期间风电场对并网点的电压和频率的协同支撑模型,其中,所述约束条件包括:电压约束、电流约束和功率约束。
6.根据权利要求1所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法,其特征在于,所述根据所述协同支撑模型,计算生成风电场的各发电机的电流指令,并控制风电场的各发电机跟随各自的电流指令进行运行,以对并网点的频率和电压的协同支撑,包括:对所述协同支撑模型进行凸优化,得到二阶锥形式的协同支撑模型;基于所述二阶锥形式的协同支撑模型,计算生成风电场的各发电机的电流指令,并控制风电场的各发电机跟随各自的电流指令进行运行,以对并网点的频率和电压的协同支撑。
7.根据权利要求6所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法,其特征在于,所述基于所述二阶锥形式的协同支撑模型,计算生成风电场的各发电机的电流指令,并控制风电场的各发电机跟随各自的电流指令进行运行,以对并网点的频率和电压的协同支撑,包括:控制风电场的各发电机跟随各基于所述二阶锥形式的协同支撑模型,使用求解器进行求解计算,得到风电场各发电机的目标电流;基于各发电机的目标电流,生成各发电机的电流指令;控制风电场的各发电机跟随各自的电流指令进行运行,以对并网点的频率和电压的协同支撑。
8.一种风电场对并网点电压和频率的协同支撑装置,其特征在于,用于执行如权利要求1至7中任一项所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法,所述装置包括:频率响应模型构建单元、协同支撑模型构建单元和发电机运行单元;所述频率响应模型构建单元,用于根据电网内部同步发电机的惯量时间常数、阻尼时间常数、机械功率比例系数、调速器下垂系数、高压缸功率系数和再热器时间常数,构建电网故障期间离散化的电网频率响应模型;所述协同支撑模型构建单元,用于根据所述电网频率响应模型和电网故障期间的电网等效电路,构建电网故障期间风电场对并网点的电压和频率的协同支撑模型;所述发电机运行单元,用于根据所述协同支撑模型,计算生成风电场的各发电机的电流指令,并控制风电场的各发电机跟随各自的电流指令进行运行,以对并网点的频率和电压的协同支撑。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括至少一个处理器、以及与处理器连接的至少一个存储器、总线;其中,所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行如权利要求1至7中任一项所述的风电场对并网点电压和频率的协同支撑方法。