[发明专利]参与电网调频的风机控制系统

权利要求书

1.一种参与电网调频的风机控制系统，其特征在于，包括：

虚拟惯量控制单元，输入为电网频率f_grid和频率参考值f_ref，输出为有功功率指令增量ΔP；

转矩控制单元，输入为风机输出功率P_e和风机当前转速ω_gen，输出为风机转矩参考值T_ref；

有功功率控制单元，输入为所述有功功率指令增量ΔP、所述风机转矩参考值T_ref、所述风机当前转速ω_gen和风机初始转速ω_gen0，输出为有功功率参考值P_ref；

桨距角控制单元，输入为风轮转速偏差和/或风机有功功率偏差，输出为风机桨距角；

所述虚拟惯量控制单元、所述转矩控制单元和所述有功功率控制单元用于增发有功功率，所述桨距角控制单元，用于增发有功功率后恢复风机转速。

其中，所述虚拟惯量控制单元包括：

第一运算模块，用于计算所述电网频率f_grid和所述频率参考值f_ref的差值，得到电网频率偏差f_err；

死区模块，用于将所述电网频率偏差f_err与一特定值f_db比较，若所述电网频率偏差f_err小于所述特定值f_db，所述电网频率偏差f_err为0；若所述电网频率偏差f_err大于所述特定值f_db，所述电网频率偏差f_err数值不变；

滤波模块，用于将经过所述死区模块后的电网频率偏差f_err平滑处理；

增益模块，依据增益系数K_D对经过所述滤波模块后的所述电网频率偏差f_err增益处理；

隔直模块，用于对经过所述增益模块后的所述电网频率偏差f_err隔直处理；

限幅模块，用于对经过所述隔直模块后的所述电网频率偏差f_err限幅处理，并输出所述有功功率指令增量ΔP。

2.如权利要求1所述的参与电网调频的风机控制系统，其特征在于，所述增益模块中，所述增益系数K_D由所述电网频率f_grid依次经过量测环节、微分环节、查表环节得到。

3.如权利要求2所述的参与电网调频的风机控制系统，其特征在于，所述查表环节中，所述电网频率f_grid的变化率小于X1时，所述增益系数K_D＝Y1；所述电网频率f_grid的变化率大于等于0时，所述增益系数K_D＝Y0，其中，所述X1、Y1和Y0均为可修改参数。

4.如权利要求1所述的参与电网调频的风机控制系统，其特征在于，所述转矩控制单元包括：

转速参数值计算模块，用于依据所述风机输出功率P_e计算得到风机转速参考值ω_ref；

第二运算模块，用于计算所述风机当前转速ω_gen和所述风机转速参考值ω_ref的差值，得到第一转速偏差ω′_{err_trq}；

转速偏差信号处理模块，用于对所述第一转速偏差ω′_{err_trq}处理，得到第二转速偏差ω_{err_trq}；

PI控制模块，用于对所述第二转速偏差ω_{err_trq}处理，得到所述风机转矩参考值T_ref。

5.如权利要求4所述的参与电网调频的风机控制系统，其特征在于，所述转速参数值计算模块中的计算方法为：

其中，计算方法中K1、K2、K3、K4和K5均为可修改参数。