本发明涉及电网调频，具体是一种pem电解槽主动参与电力系统频率调节控制方法。
背景技术：
1、随着能源危机和环境污染等问题的日益严重，大力开发以风、光伏为代表的可再生能源发电是解决上述问题的必然选择。而大量可再生能源发电并网会导致系统惯量降低和频率响应能力不足的问题，严重威胁电力系统的安全稳定运行，成为可再生能源并网快速发展亟需解决的关键难题。
2、近年来，现有技术中已提出许多抑制新能源并网导致系统频率波动的措施，目前大量研究聚焦于光伏、风电偏离最大功率点运行，预留一定的功率储备参与系统频率调节，但预留功率储备会导致严重的弃光问题，造成大量的能源浪费。新能源发电制氢是一种清洁环保的绿氢方式，将电解槽引入新能源并网系统电解水制氢很好解决了上述问题，能够减少化石燃料制氢造成的环境污染与破坏。然而，新能源发电制氢研究仍在起步阶段，通过调节电解槽电解制氢功率来调节系统频率的研究则更少。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种pem电解槽参与电力系统频率调节的控制方法，解决新能源并网导致系统惯量响应和调频能力不足及现有pem电解槽调频技术匮乏的问题。
2、为实现本发明目的，提供的技术方案如下：
3、一种pem电解槽主动参与电力系统频率调节的控制方法，主要包括以下步骤：
4、步骤1)通过电网检测设备实时检测，获取电网实时频率；
5、步骤2)根据系统频率标称值，通过获取的电网实时频率计算系统频率偏差值及系统频率偏差变化率值；
6、步骤3)设定pem电解槽启动参与电网频率调节的调频阈值，若系统频率偏差值大于调频阈值flim，pem电解槽通过调节电解功率参与调频；
7、步骤4)根据系统频率偏差值和系统频率偏差变化率值，通过自适应负虚拟惯量控制与自适应负虚拟下垂控制协同工作共同计算出调频指令，调节pem电解槽的电解功率，实现pem电解槽参与电网系统频率的双向调节。
8、进一步的，所述步骤4中的调频策略如下：
9、当系统频率偏差绝对值超过pem电解槽调频阈值绝对值时，pem电解槽快速启动参与系统的频率调节，pem电解槽调频以自适应负虚拟惯量控制为主，自适应负虚拟下垂控制为辅；
10、当系统频率偏差绝对值逐渐增大时，解槽的自适应负虚拟惯量控制调频能力减弱，自适应负虚拟下垂控制调频能力增强；
11、当系统频率偏差绝对值比较大或达到最大值时，pem电解槽调频以自适应负虚拟下垂控制为主，自适应负虚拟惯量控制为辅。
12、进一步的，调频阈值flim＝0.033hz。
13、进一步的，所述步骤4中，通过以下方式获得pem电解槽实际调频指令ppem：
14、ppem＝pi+pd
15、
16、pd＝p′d+δpd＝p′d+kd·δf
17、进一步的，pi为pem电解槽负虚拟惯量响应提供的功率参考指令，p′i为负虚拟惯量响应的基础系数，δpi为负虚拟惯量控制提供的功率响应量；
18、pd为pem电解槽负虚拟下垂响应提供的功率参考指令，p′d为负虚拟惯量响应的基础系数,δpd为负虚拟下垂控制提供的功率响应量；
19、mi为自适应负虚拟惯量控制系数，kd为自适应负虚拟下垂控制系数，δf为系统频率偏差值；
20、以ppem与pem电解槽实时电解功率作差，得到电解功率调节量。
21、进一步的，通过以下方式获得自适应负虚拟惯量控制系数mi：
22、mi＝m′i+δmi
23、式中，m′i为负虚拟惯量基础系数；
24、δmi为负虚拟惯量系数自适应变化量，根据系统频率偏差变化率绝对值|dδf/dt|及系统频率偏差绝对值|δf|自适应调节。
25、进一步的，通过模糊控制器以系统频率偏差绝对值和系统频率偏差变化率绝对值为输入，决策出负虚拟惯量系数自适应变化量δmi；
26、频率偏差绝对值的取值范围为(0～1)pu，频率偏差变化率绝对值的取值范围为(0～1)pu，输出负虚拟惯量系数变化量取值范围为(0～1)pu；
27、所述模糊控制器的模糊规则推理原则包括：
28、当输入的频率偏差绝对值非常小而频率变化率绝对值非常大时，输出的自适应负虚拟惯量系数变化量非常大；
29、当输入的频率偏差绝对值较小而频率变化率绝对值较大时，输出的自适应负虚拟惯量系数变化量较大；
30、当输入的频率偏差绝对值较大而频率变化率绝对值较小时，输出的自适应负虚拟惯量系数变化量较小；
31、当输入的频率偏差绝对值非常大而频率变化率绝对值非常小时，输出的自适应负虚拟惯量系数变化量非常小。
32、进一步的，通过以下方式获得自适应负虚拟惯量控制系数mi：
33、kd＝k′d+δkd
34、式中，中k′d为负虚拟下垂控制的基础系数；
35、δkd为负虚拟下垂系数自适应变化量，根据系统最大频率偏差绝对值|δfmax|、系统频率偏差绝对值|δf|、调频阈值绝对值|δflim|自适应调节。
36、进一步的，δkd通过以下方式获得：
37、
38、其中，n为可指定的常数。
39、进一步的，常数n的取值为2。
40、进一步的，基础系数k′d、m′i的取值均为0.2。
41、本发明通过并网监测设备实时监测获取电力系统发电设备的系统频率数据，充分利用pem电解槽响应速度快、功率调节范围宽和可持续调节的特性，在系统受到扰动导致系统频率波动时，采用在自适应负虚拟惯量和自适应负虚拟下垂联合控制机制迅速对pem电解槽下发制氢功率调节指令，充分挖掘pem电解槽的惯量和一次调频特性，解决了新能源并网导致系统惯量响应和调频能力不足及现有pem电解槽调频技术匮乏的问题。另外，在pem电解槽制氢调频过程中，通过新能源制氢可有效缓解弃风、弃光现象。具有较高的社会价值及应用前景。
42、附图表说明
43、图1是本发明实施例中的pem电解槽参与电力系统频率调节的流程示意图；
44、图2是是本发明实施例中的pem电解槽采用虚拟惯量控制与虚拟下垂控制参与电力系统频率调节的动态响应模型；
45、图3是本发明实施例中的负虚拟惯量控制模糊自适应函数示意图；
46、图4是本发明实施例中的负荷突增条件下的频率偏差曲线图；
47、图5是本发明实施例中的负荷突减条件下的频率偏差曲线图。
1.一种pem电解槽主动参与电力系统频率调节的控制方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中的调频策略如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调频阈值flim＝0.033hz。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，通过以下方式获得pem电解槽实际调频指令ppem：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：通过以下方式获得自适应负虚拟惯量控制系数mi：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过模糊控制器以系统频率偏差绝对值和系统频率偏差变化率绝对值为输入，决策出负虚拟惯量系数自适应变化量δmi；
7.根据权利要求所述的方法，其特征在于：通过以下方式获得自适应负虚拟惯量控制系数mi：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：δkd通过以下方式获得：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：常数n的取值为2。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：基础系数k′d、m′i的取值均为0.2。
