本發(fā)明涉及一種雙饋風(fēng)機(jī)風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻的協(xié)調(diào)控制方法，屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

環(huán)境問題驅(qū)動(dòng)著電力系統(tǒng)的創(chuàng)新與變革，發(fā)展可再生能源發(fā)電，可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)節(jié)能減排和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。作為最具代表性的可再生能源發(fā)電方式之一，風(fēng)力發(fā)電被廣泛認(rèn)為是傳統(tǒng)火力發(fā)電的有效替代方案。風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展正在逐漸改變電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)運(yùn)行方式。大規(guī)模高滲透率風(fēng)力發(fā)電接入導(dǎo)致的最明顯的問題是由于風(fēng)能自身的隨機(jī)性和波動(dòng)性，將給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的功率波動(dòng)。而由于大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電采用異步電機(jī)的形式，使得其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率相互解耦，從而降低了系統(tǒng)的慣性，進(jìn)一步導(dǎo)致了頻率的波動(dòng)。因此，在風(fēng)電高滲透率地區(qū)，若大規(guī)模風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā)電機(jī)均采用最大功率跟蹤控制模式，將對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的沖擊，甚至影響安全穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，大多數(shù)風(fēng)電場采用雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電，而雙饋風(fēng)機(jī)葉片中儲(chǔ)存的動(dòng)能和靈活的控制特性為參與頻率調(diào)節(jié)提供了可能。通過調(diào)節(jié)雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的電力電子裝置，能夠快速改變其有功輸出，利用風(fēng)機(jī)自身儲(chǔ)存的動(dòng)能提供快速的一次調(diào)頻服務(wù)。然而，目前大多數(shù)雙饋風(fēng)機(jī)參與一次調(diào)頻的方法都只以一臺(tái)單獨(dú)的風(fēng)機(jī)作為參與調(diào)頻的單位，而在電力系統(tǒng)中風(fēng)電場應(yīng)整體響應(yīng)系統(tǒng)的頻率變化，特別是在電力市場的環(huán)境下風(fēng)電場整體的輸出功率更是其作為市場參與者考核和結(jié)算的標(biāo)準(zhǔn)。但若進(jìn)行風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)頻率控制的協(xié)調(diào)控制，一般需采用集中式的優(yōu)化控制方法，目前國內(nèi)外的已有方法均屬于這一類型。但由于大規(guī)模風(fēng)電場風(fēng)機(jī)數(shù)量眾多，地理分布較遠(yuǎn)，集中式控制需要建設(shè)復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)，且嚴(yán)重依賴于風(fēng)電場集中控制器。若風(fēng)電場集中控制器發(fā)生故障，整個(gè)系統(tǒng)將陷于癱瘓，因此可靠性很低，而集中的模型維護(hù)和優(yōu)化計(jì)算也將耗費(fèi)大量的時(shí)間，并不適合對(duì)響應(yīng)速度要求很高的一次調(diào)頻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種雙饋風(fēng)機(jī)風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻的協(xié)調(diào)控制方法，以可滿足風(fēng)電場整體參與系統(tǒng)一次頻率調(diào)節(jié)的目標(biāo)，使其呈現(xiàn)類似同步發(fā)電機(jī)的頻率響應(yīng)特性，且可按照不同雙饋風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)能力在雙饋風(fēng)機(jī)之間合理分配功率，保證雙饋風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行，改善風(fēng)電場一次調(diào)頻的動(dòng)態(tài)性能，且方法實(shí)現(xiàn)方便，控制簡單。

本發(fā)明提出的雙饋風(fēng)機(jī)風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻的協(xié)調(diào)控制方法，包括以下步驟：

(1)建立風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)葉片儲(chǔ)存動(dòng)能的能量狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)SOE_i：

上式中，SOE_i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)葉片儲(chǔ)存動(dòng)能的能量狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，ω_t,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速標(biāo)幺值，ω_tmin,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)保證正常發(fā)電的葉片轉(zhuǎn)速標(biāo)幺值的下限，ω_tmax,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)保證正常發(fā)電的葉片轉(zhuǎn)速標(biāo)幺值的上限，i為介于1到m之間的任意整數(shù)，m為風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)量；

根據(jù)上述得到的風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)葉片儲(chǔ)存動(dòng)能的能量狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)SOE_i，建立風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)x_i：

上式中，P_e,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出的電磁功率標(biāo)幺值，P_m,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)捕獲的機(jī)械功率標(biāo)幺值；

(2)設(shè)定風(fēng)電場中所有雙饋風(fēng)機(jī)間的通信關(guān)系在拓?fù)渖鲜沁B通的，建立雙饋風(fēng)機(jī)之間的通信系數(shù)矩陣A＝[μ_ij]_m×m，矩陣中的元素μ_ij為第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)和第j臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)之間的通信系數(shù)：

上式中，N_i表示所有與第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)有通信關(guān)系的雙饋風(fēng)機(jī)的下標(biāo)集合，n_i和n_j分別表示與第i臺(tái)和第j臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)有通信關(guān)系的雙饋風(fēng)機(jī)的個(gè)數(shù)；

建立雙饋風(fēng)機(jī)之間的交換系數(shù)矩陣B＝[B_ij]_m×m：

B＝I-2diag(A)+A

上式中，I表示m階的單位矩陣，diag(A)表示由矩陣A的對(duì)角線元素構(gòu)成的對(duì)角矩陣；

(3)風(fēng)電場啟動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制，包括以下步驟：

(3-1)按照設(shè)定時(shí)間周期T_f測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的頻率f，利用下式計(jì)算得到風(fēng)電場輸出功率參考值P_ref：

P_ref＝P_ref^*+P_f^*+P_in^*

上式中，P_ref^*表示上級(jí)電力系統(tǒng)調(diào)度中心給出的穩(wěn)態(tài)下風(fēng)電場輸出功率指令值，P_f^*和P_in^*分別為由風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的頻率偏差決定的修正量和由風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的頻率變化率決定的修正量，計(jì)算公式如下：

P_f^*＝K_f(f^*-f)

上式中，K_f和K_in分別為風(fēng)電場有功功率-頻率的下垂系數(shù)和阻尼系數(shù)，K_f的取值范圍為0.1～10，K_in的取值范圍為1～20，f^*為電力系統(tǒng)的額定頻率；

(3-2)按照設(shè)定的時(shí)間周期T_P測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)際輸出有功功率標(biāo)幺值P_PCC，并通過下式計(jì)算該實(shí)際輸出有功功率標(biāo)幺值與上述步驟(3-1)中風(fēng)電場輸出功率參考值P_ref的偏差ΔP_PCC：

ΔP_PCC＝P_PCC-P_ref

并將上述偏差ΔP_PCC以廣播通信的方式發(fā)生至風(fēng)電場內(nèi)所有的雙饋風(fēng)機(jī)；

(4)風(fēng)電場的雙饋風(fēng)機(jī)啟動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制，包括以下步驟：

(4-1)初始化時(shí)，設(shè)定風(fēng)電場的雙饋風(fēng)機(jī)啟動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制的起始步數(shù)k＝0，并使測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)頻率的時(shí)鐘t_f和測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)實(shí)際輸出有功功率標(biāo)幺值的時(shí)鐘t_P兩個(gè)時(shí)鐘從0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)；

(4-2)利用上述步驟(1)的方法，計(jì)算風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)在一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制的第k步的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)x_i(k)：

(4-3)風(fēng)電場中的所有雙饋風(fēng)機(jī)與有通信關(guān)系的其他雙饋風(fēng)機(jī)互相交換由上述步驟(4-2)計(jì)算的第k步的雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)x_i(k)，即第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)在第k步的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)，發(fā)送給所有在通信上與其直接相連的第j臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)，其中j∈N_i，且第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)收集所有在通信上與其直接相連的第j臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)在第k步的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)x_i(k)；

(4-4)風(fēng)電場中的各雙饋風(fēng)機(jī)計(jì)算第k步迭代計(jì)算所需要的參數(shù)D_ii,k和g_i,k：

上式中，系數(shù)α為小于1的正實(shí)數(shù)，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，α的值為0.5。

上式中，K為權(quán)重系數(shù)，根據(jù)風(fēng)電場容量或通過實(shí)驗(yàn)選取的正實(shí)數(shù)，取值范圍為：0.1～10；

(4-5)利用遞推方法，計(jì)算風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)在第k步迭代時(shí)的牛頓方向遞推值，具體遞推過程為：

(4-5-1)初始化時(shí)，設(shè)遞推步驟t＝0，并設(shè)定遞推步驟終止時(shí)t＝T，T取3～5，遞推過程開始；

(4-5-2)計(jì)算風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)各自的牛頓方向遞推初始值，其中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的牛頓方向遞推初始值為d_i,k⁽⁰⁾：

d_i,k⁽⁰⁾＝D_ii,k^-1g_i,k；

(4-5-3)對(duì)t進(jìn)行判斷，若t<T，則進(jìn)行步驟(4-5-4)，若t≥T，結(jié)束遞推，進(jìn)行步驟(4-6)；

(4-5-4)將第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)在第t步遞推的牛頓方向遞推值d_i,k^(t)，發(fā)送給其他所有有通信關(guān)系的雙饋風(fēng)機(jī)，同時(shí)第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)接收所有有通信關(guān)系的其他雙饋風(fēng)機(jī)在第t步遞推中的牛頓方向遞推值；

(4-5-5)風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)根據(jù)接收到的其他有通信關(guān)系的雙饋風(fēng)機(jī)的牛頓方向遞推值，計(jì)算第k+1步的牛頓方向遞推值d_i,k^(t+1)，以第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)為例，計(jì)算公式如下：

上式中，B_ij為上述步驟(2)中雙饋風(fēng)機(jī)之間的交換系數(shù)矩陣B中的元素；

(4-5-6)使t＝t+1，返回步驟(4-5-3)；

(4-6)風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)執(zhí)行迭代，利用下式計(jì)算第k+1步的第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)x_i(k+1)：

x_i(k+1)＝x_i(k)-εd_i,k^(T)

上式中，ε為牛頓迭代步長，根據(jù)雙饋風(fēng)機(jī)的實(shí)際容量選取，或通過實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)取值大小，以獲得最佳效果，取值范圍為：0.02～1；

(4-7)風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)根據(jù)新的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)調(diào)整輸出的電磁功率，利用下式計(jì)算第k+1步的第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出的電磁功率標(biāo)幺值P_e,i(k)：

P_e,i(k)＝SOE_i·x_i(k)+P_m,i(k)

上式中，P_m,i(k)為第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)在第k步調(diào)整時(shí)采集的機(jī)械功率標(biāo)幺值；

(4-8)對(duì)測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)實(shí)際輸出有功功率標(biāo)幺值的時(shí)鐘t_P進(jìn)行判斷，若t_P≥T_P，使k＝k+1，t_P重新開始計(jì)時(shí)，并進(jìn)入步驟(4-9)，若t_P<T_P，重新執(zhí)行本步驟(4-8)；

(4-9)對(duì)測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)頻率的時(shí)鐘t_f進(jìn)行判斷，若t_f≥T_f，則返回步驟(4-1)，若t_f<T_f，則返回步驟(4-2)。

本發(fā)明提出的雙饋風(fēng)機(jī)風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻的協(xié)調(diào)控制方法，其優(yōu)點(diǎn)是：

1、本發(fā)明方法建立了風(fēng)電場整體參與一次調(diào)頻的協(xié)調(diào)控制框架，在風(fēng)機(jī)側(cè)基于稀疏通信網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制，大大提高風(fēng)電場控制的響應(yīng)速度，而風(fēng)場側(cè)協(xié)調(diào)層只需要進(jìn)行量測和信息廣播，不需要進(jìn)行復(fù)雜的模型維護(hù)的集中優(yōu)化計(jì)算，其負(fù)擔(dān)大大降低。

2、本方法通過矩陣分解技術(shù)提出了具有二階收斂特性的基于分布式牛頓法的一次調(diào)頻控制，該方法具有對(duì)測量誤差不敏感、能夠有效避免競爭控制和過調(diào)現(xiàn)象、改善一次調(diào)頻動(dòng)態(tài)特性等優(yōu)點(diǎn)，相比線性收斂的分布式調(diào)頻算法，本發(fā)明提出的方法收斂性更快，更適合對(duì)響應(yīng)速度要求較高的一次調(diào)頻。

3、本方法引入了能量狀態(tài)指標(biāo)的概念，從而能夠方便的衡量雙饋風(fēng)機(jī)葉片中可以開發(fā)的動(dòng)能，使得本方法能夠在不失安全性的前提下在雙饋風(fēng)機(jī)之間合理地分配功率，且利用能量狀態(tài)指標(biāo)合理分配功率能夠減少調(diào)頻中的風(fēng)能損失。

4、本發(fā)明提出了一種雙饋風(fēng)機(jī)風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻的協(xié)調(diào)控制方法，在風(fēng)電場側(cè)只需安裝協(xié)調(diào)控制器，其功能僅限于監(jiān)測風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)的頻率和輸出功率，產(chǎn)生風(fēng)電場輸出功率參考值，并將信息以廣播的方式傳送給個(gè)風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)之間則通過分布式通信和迭代控制響應(yīng)使得風(fēng)場追蹤輸出功率參考值。本發(fā)明提出的方法不僅使得風(fēng)電場對(duì)系統(tǒng)呈現(xiàn)整體的頻率響應(yīng)特性，而且能夠在風(fēng)機(jī)間合理分配功率，并改善頻率控制動(dòng)態(tài)特性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法中涉及的風(fēng)電場對(duì)電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制流程框圖。

圖2為本發(fā)明方法中涉及的風(fēng)電場一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制產(chǎn)生風(fēng)電場對(duì)電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)輸出功率參考值的控制框圖。

圖3為本發(fā)明方法涉及的雙饋風(fēng)機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制流程框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的雙饋風(fēng)機(jī)風(fēng)電場參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻的協(xié)調(diào)控制方法，包括兩個(gè)控制流程，即風(fēng)電場協(xié)調(diào)控制器控制流程、雙饋風(fēng)機(jī)分布式控制流程，兩個(gè)流程均按照一定周期循環(huán)執(zhí)行，由風(fēng)電場協(xié)調(diào)控制器通過廣播通信的方式將場站層的信息定時(shí)發(fā)送給雙饋風(fēng)機(jī)控制器，該方法具體包括以下步驟：

(1)建立風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)葉片儲(chǔ)存動(dòng)能的能量狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)SOE_i：

上式中，SOE_i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)葉片儲(chǔ)存動(dòng)能的能量狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，ω_t,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速標(biāo)幺值，ω_tmin,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)保證正常發(fā)電的葉片轉(zhuǎn)速標(biāo)幺值的下限，ω_tmax,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)保證正常發(fā)電的葉片轉(zhuǎn)速標(biāo)幺值的上限，i為介于1到m之間的任意整數(shù)，m為風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)量；根據(jù)上述得到的風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)葉片儲(chǔ)存動(dòng)能的能量狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)SOE_i，建立風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)x_i：

上式中，P_e,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出的電磁功率標(biāo)幺值，P_m,i表示風(fēng)電場中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)捕獲的機(jī)械功率標(biāo)幺值；

(2)設(shè)定風(fēng)電場中所有雙饋風(fēng)機(jī)間的通信關(guān)系在拓?fù)渖鲜沁B通的，建立雙饋風(fēng)機(jī)之間的通信系數(shù)矩陣A＝[μ_ij]_m×m，矩陣中的元素μ_ij為第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)和第j臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)之間的通信系數(shù)：

上式中，N_i表示所有與第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)有通信關(guān)系的雙饋風(fēng)機(jī)的下標(biāo)集合，n_i和n_j分別表示與第i臺(tái)和第j臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)有通信關(guān)系的雙饋風(fēng)機(jī)的個(gè)數(shù)；

建立雙饋風(fēng)機(jī)之間的交換系數(shù)矩陣B＝[B_ij]_m×m：

B＝I-2diag(A)+A

上式中，I表示m階的單位矩陣，diag(A)表示由矩陣A的對(duì)角線元素構(gòu)成的對(duì)角矩陣；

(3)風(fēng)電場啟動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制，其流程框圖如圖1所示，包括以下步驟：

(3-1)按照設(shè)定時(shí)間周期T_f(建議值0.5秒，可根據(jù)風(fēng)電場規(guī)模適當(dāng)調(diào)整)測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的頻率f，利用下式計(jì)算得到風(fēng)電場輸出功率參考值P_ref：

P_ref＝P_ref^*+P_f^*+P_in^*

上式中，P_ref^*表示上級(jí)電力系統(tǒng)調(diào)度中心給出的穩(wěn)態(tài)下風(fēng)電場輸出功率指令值，P_f^*和P_in^*分別為由風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的頻率偏差決定的修正量和由風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的頻率變化率決定的修正量，計(jì)算公式如下：

P_f^*＝K_f(f^*-f)

上式中，K_f和K_in分別為風(fēng)電場有功功率-頻率的下垂系數(shù)和阻尼系數(shù)，K_f的取值范圍為0.1～10，K_in的取值范圍為1～20，f^*為電力系統(tǒng)的額定頻率，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，K_f和K_in分別為0.8和2；

(3-2)按照設(shè)定的時(shí)間周期T_P(建議值0.08秒，可根據(jù)風(fēng)電場規(guī)模適當(dāng)調(diào)整)測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)際輸出有功功率標(biāo)幺值P_PCC，并通過下式計(jì)算該實(shí)際輸出有功功率標(biāo)幺值與上述步驟(3-1)中風(fēng)電場輸出功率參考值P_ref的偏差ΔP_PCC：

ΔP_PCC＝P_PCC-P_ref

并將上述偏差ΔP_PCC以廣播通信的方式發(fā)生至風(fēng)電場內(nèi)所有的雙饋風(fēng)機(jī)；

(4)風(fēng)電場的雙饋風(fēng)機(jī)啟動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制，其流程框圖如圖3所示，包括以下步驟：

(4-1)初始化時(shí)，設(shè)定風(fēng)電場的雙饋風(fēng)機(jī)啟動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制的起始步數(shù)k＝0，并使t_f和t_P兩個(gè)時(shí)鐘從0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)；

(4-2)利用上述步驟(1)的方法，計(jì)算風(fēng)電場中雙饋風(fēng)機(jī)在一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制的第k步的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)x_i(k)：

(4-3)風(fēng)電場中的所有雙饋風(fēng)機(jī)與有通信關(guān)系的其他雙饋風(fēng)機(jī)互相交換由上述步驟(4-2)計(jì)算的第k步的雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)x_i(k)，即第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)在第k步的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)，發(fā)送給所有在通信上與其直接相連的第j臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)，其中j∈N_i，且第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)收集所有在通信上與其直接相連的第j臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)在第k步的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)x_i(k)；

(4-4)風(fēng)電場中的各雙饋風(fēng)機(jī)計(jì)算第k步迭代計(jì)算所需要的參數(shù)D_ii，k和g_i，k：

上式中，系數(shù)α為小于1的正實(shí)數(shù)，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，α的值為0.5。

上式中，K為權(quán)重系數(shù)，根據(jù)風(fēng)電場容量或通過實(shí)驗(yàn)選取的正實(shí)數(shù)，取值范圍為：0.1～10；

(4-5)利用遞推方法，計(jì)算風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)在第k步迭代時(shí)的牛頓方向遞推值，具體遞推過程為：

(4-5-1)初始化時(shí)，設(shè)遞推步驟t＝0，并設(shè)定遞推步驟終止時(shí)t＝T，T取3～5，遞推過程開始；

(4-5-2)計(jì)算風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)各自的牛頓方向遞推初始值，其中第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的牛頓方向遞推初始值為d_i,k⁽⁰⁾：

d_i,k⁽⁰⁾＝D_ii,k^-1g_i,k；

(4-5-3)對(duì)t進(jìn)行判斷，若t<T，則進(jìn)行步驟(4-5-4)，若t≥T，結(jié)束遞推，進(jìn)行步驟(4-6)；

(4-5-4)將第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)在第t步遞推的牛頓方向遞推值d_i,k^(t)，發(fā)送給其他所有有通信關(guān)系的雙饋風(fēng)機(jī)，同時(shí)第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)接收所有有通信關(guān)系的其他雙饋風(fēng)機(jī)在第t步遞推中的牛頓方向遞推值；

(4-5-5)風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)根據(jù)接收到的其他有通信關(guān)系的雙饋風(fēng)機(jī)的牛頓方向遞推值，計(jì)算第k+1步的牛頓方向遞推值d_i,k^(t+1)，以第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)為例，計(jì)算公式如下：

上式中，B_ij為上述步驟(2)中雙饋風(fēng)機(jī)之間的交換系數(shù)矩陣B中的元素；

(4-5-6)使t＝t+1，返回步驟(4-5-3)；

(4-6)風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)執(zhí)行迭代，利用下式計(jì)算第k+1步的第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)x_i(k+1)：

x_i(k+1)＝x_i(k)-εd_i,k^(T)

上式中，ε為牛頓迭代步長，根據(jù)雙饋風(fēng)機(jī)的實(shí)際容量選取，或通過實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)取值大小，以獲得最佳效果，取值范圍為：0.02～1；

(4-7)風(fēng)電場中各雙饋風(fēng)機(jī)根據(jù)新的發(fā)電水平評(píng)價(jià)指標(biāo)調(diào)整輸出的電磁功率，利用下式計(jì)算第k+1步的第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)輸出的電磁功率標(biāo)幺值P_e,i(k)：

P_e,i(k)＝SOE_i·x_i(k)+P_m,i(k)

上式中，P_m,i(k)為第i臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)在第k步調(diào)整時(shí)采集的機(jī)械功率標(biāo)幺值；

(4-8)對(duì)測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)實(shí)際輸出有功功率標(biāo)幺值的時(shí)間t_P進(jìn)行判斷，若t_P≥T_P，使k＝k+1，t_P重新開始計(jì)時(shí)，并進(jìn)入步驟(4-9)，若t_P<T_P，重新執(zhí)行本步驟(4-8)；

(4-9)對(duì)測量風(fēng)電場與電力系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)頻率的時(shí)間t_f進(jìn)行判斷，若t_f≥T_f，則返回步驟(4-1)，若t_f<T_f，則返回步驟(4-2)。