[发明专利]风力发电机组功率控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种风力发电机组功率控制方法及装置，包括：根据净上网功率与有功功率目标值的功率差值，确定所述有功功率目标值的补偿值；根据所述有功功率目标值和所述补偿值确定有功功率给定值；依据所述有功功率给定值进行变流及变桨控制。本发明通过反馈控制的方式，确保风力发电装置输出的净上网功率与接收到的有功功率目标值保持一致，减少因损耗等原因导致的净上网功率不能满发(或超发)的问题。

技术领域

本发明涉及控制、电路及风力发电技术领域，具体而言，本发明涉及一种风力发电机组功率控制方法及装置。

背景技术

风力发电过程的能动过程是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电能，其主要利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电机组净上网功率为风力发电机组输出到箱变低压侧的有功功率，其去除了风力发电过程中的风力发电机组的机械损耗、发电机损耗、变流损耗、风电内部线路损耗以及机组自耗电等。在一般情况下，有功功率目标值作为风机控制器的输入，以便风机控制器基于有功功率目标值输出变流扭矩给定和桨距角给定，使得风机发电机组能依据前述要求发电。由于早期风力发电机组设计不足、机组自耗电接线位置偏差、变流器设计的区别等原因，导致测量出的风机输出的有功功率并不一定是净上网功率。另外，导致输入风机控制器的有功功率目标值和净上网功率具有偏差的原因较多，如全功率变流器的损耗跟环境温度有关。即使有功功率和净上网功率具有偏差的原因相同，不同情况下，偏差的大小也有区别，如不同的季节的损耗系数不一致，机组损耗也不同。因此，将有功功率作为风机控制器的输入时，还需在有功功率的基础上乘以一个损耗系数，进而增大或减小风机控制器输出的变流扭矩给定和桨距角给定，以确保净上网功率等于有功功率目标值。

常规情况下，损耗系数通过测量的方法获得，同时还需要依据能够覆盖全部工况的参数进行设置，但是采用前述的方法会导致损耗系数测量的周期长，完整的损耗系数至少需要包括气候在内的全工况数据；同时参数未必能够覆盖所有工况，且所有风电场的情况各不相同，单独测量每一个风电场的损耗系数不太现实。同时，还可能存在目前并不知晓的影响因素，且调整风机参数(特别是变流)会对损耗系数产生较大的影响，而参数优化在大部分情况下是必需的过程。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是由于各种原因导致输入风机控制器的有功功率目标值和净上网功率之间具有偏差，以及损耗系数测量周期长、影响参数的工况复杂等问题。

本发明还提供了一种风力发电机组功率控制方法，包括：

根据净上网功率与有功功率目标值的功率差值，确定所述有功功率目标值的补偿值；

根据所述有功功率目标值和所述补偿值确定有功功率给定值；；

依据所述有功功率给定值进行变流及变桨控制。

进一步地，根据净上网功率与有功功率目标值的功率差值，确定所述有功功率目标值的补偿值，具体包括：

在风力发电机组的当前桨距角大于风力发电机组的最小桨距角且所述风力发电机组处于发电状态时，将净上网功率与有功功率目标值的功率差值输入至比例积分控制器，得到所述有功功率目标值的补偿值。

进一步地，还包括：

在风力发电机组的当前桨距角不大于风力发电机组的最小桨距角或所述风力发电机组未处于发电状态时，控制上一周期的所述补偿值按照每个周期预设变化量逐次递减直至零。

进一步地，将净上网功率与有功功率目标值的功率差值输入至比例积分控制器，得到所述有功功率目标值的补偿值包括：