[发明专利]一种减少风电波动的控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电控制系统及方法，尤其涉及一种减少风电波动的控制系统及方法。

背景技术

为了解决化石类资源的短缺以及燃煤等带来的环境污染问题，大力发展清洁环保的风电等可再生能源是我国乃至世界其他国家的必然选择。

为实现低碳、环保、绿色以及可持续发展的能源战略，我国近几年大力发展可再生能源，针对可再生能源出台了一系列的标准和政策，使得可再生能源得到了长足发展，尤其在风电能源的开发与利用方面，至2014年底，风电并网装机容量已达到9637万千瓦，占全部发电装机容量的7％，占全球风电装机容量的27％。然而我国风能资源与经济发展呈逆向分布，我国规划的8个千万千瓦级风电基地，大都在经济落后的西北、东北地区，如新疆、甘肃、内蒙、吉林等，由于本地消纳能力有限，风电需要远距离外送，大容量集中接入、远距离输送，是我国风电能源的特点。

但是，由于风电的随机波动性，大容量集中接入、远距离输送风电并网会对电网运行产生较大影响，且这种影响具有不同于常规电源的特殊性。随着风电接入容量的增加与接入电压等级的提高使得电网受风电的影响范围更广，影响程度更大。在酒泉、哈密等地区己并网的风电对电网安全稳定运行的影响己经凸显，且随着并网规模、容量的加大，这种影响将进一步加剧。目前，为了确保电网的安全稳定运行，造成大量弃风现象，据统计，我国全国风电平均弃风比例2013年为12％，2014年虽然有所降低，但仍然高达8％。

为了解决弃风问题，电网进行大量的投资，加强电网建设、增强网架能力、增加备用容量，但一方面投资太大，另一方面建设周期长，对我国的风电存在的问题不能马上解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少风电波动的控制系统，该系统能使得在不弃风的同时低成本实现输出风电功率平稳。

本发明的另一目的在于提供一种减少风电波动的控制方法，该方法可基于上述系统达到上述功能。

为了实现上述目的，本发明提出了一种减少风电波动的控制系统，其与风力发电机连接，所述控制系统包括：控制单元，电力海绵，直流电压检测装置，交流电流检测装置和交流电压检测装置，其中：

所述电力海绵串接于电网和电阻负荷之间，所述电力海绵的控制端与所述控制单元的控制信号输出端连接；

所述直流电压检测装置，其与电力海绵的直流母线连接，以检测电力海绵的直流电压U_DC，所述直流电压检测装置还与控制单元的直流信号输入端连接；

所述交流电流检测装置串接于所述电力海绵和电网之间，以检测输入电力海绵的交流电流i_s，所述交流电流检测装置还与控制单元的交流电流信号输入端连接；

所述交流电压检测装置与电网连接，以检测输入电力海绵的交流电压u_s，所述交流电压检测装置还与控制单元的交流电压信号输入端连接；

所述控制单元还与风力发电机连接，以接收传输自风力发电机的风电功率P_W0；所述控制单元包括第一比例积分控制器和第二比例积分控制器；所述控制单元根据下述模型获得电力海绵交流电压控制量u_q和电力海绵直流电压控制量u_d：

u_q＝k_p1*(P_lref-P_l)+k_i1*∫(P_lref-P_l)dt

u_d＝k_p2*(U_DCref-U_DC)+k_i2*∫(U_DCref-U_DC)dt