[发明专利]一种风机转速恢复方法及系统

说明书

本发明提供了一种风机转速恢复方法及系统，该方法包括：实时采集风机转速及电网频率；判断电网频率是否偏离电网额定频率；如电网频率偏离电网额定频率，按照第一电磁功率曲线控制风机变流器控制器，第一电磁功率曲线根据虚拟同步控制算法计算得到；判断风机转速是否下降到预设的第一转速限值；如风机转速下降到所述第一转速限值，按照第二电磁功率曲线控制风机变流器控制器，第二电磁功率曲线根据比例积分算法计算得到；判断风机转速是否从第一转速限值上升到第二转速限值；如风机转速从第一转速限值上升到第二转速限值，按照第三电磁功率曲线控制风机变流器控制器，第三电磁功率曲线根据MPPT算法计算得到。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种风机转速恢复方法及系统。

背景技术

为解决能源和环境问题，风力发电技术得到了大规模的发展与应用。为提高含大规模风电并网的电力系统的频率稳定性和电压稳定性，可将虚拟同步控制技术运用于风电机组。作为风力发电的主流机型之一，双馈风力发电机在工程应用中广泛采用不预留备用容量的虚拟同步控制方式。当电网发生频率扰动事件时，机组通过释放部分转子动能为电网提供短时有功功率支撑。该方式的一大优点是提高了风电运行的经济性，但若在有功支撑过程中风机转速降低到保护允许值，风机将被强制退出调频并导致风机输出电磁功率突然大幅跌落，造成系统频率的二次跌落。当风机调频策略不当时，频率二次跌落可能远大于系统频率一次跌落的深度，带来非常不利的影响。

目前在工程应用中，采用虚拟同步控制的双馈风电机组退出调频时，其电磁功率给定值根据当前转速在MPPT跟踪曲线上对应的功率确定。该转速恢复办法将导致风电机组电磁功率瞬间大幅度跌落，造成严重的频率二次跌落问题。为了改善风电机组转速恢复过程中频率二次跌落问题，一些文献从风电单机和场站两方面入手提出了改进办法。单机方面，一些学者提出了基于功率跟踪曲线切换的惯性控制策略，通过在转速恢复过程中不断修正跟踪曲线比例系数，使得电磁功率基本维持在调频前的水平。此方法无法为系统提供必要的一次调频，实现方法复杂，需在线实时修正系数，不易工程实现。一些文献提出了转速延迟恢复方法，恢复过程中不断计算有功参考值，改善频率特性。然而，此方法需要实时准确测量风速作为算法的输入信号。场站方面，部分文献提出在风场送出端配置一定容量的储能，从而补偿转速恢复过程中风机出力的跌落；该方法可有效提高风电调频性能，但大大提高了系统的成本。另有学者提出风场内不同风机之间的协同控制，充分利用风机间出力的差异，合理配置风机退出调频的时机；然而，此方法需要场站级的中央控制器，且需要高速通讯网络保证场站和单机之间的信息交互。

由上可知，现有技术和方法存在成本高、实现难、可靠性低的不足，难以在工程中大规模推广应用。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种风机转速恢复方法及系统。

一方面，本发明实施例提供了一种风机转速恢复方法，所述方法包括：

实时采集风机转速及电网频率；

判断所述电网频率是否偏离电网额定频率；

如所述电网频率偏离电网额定频率，按照第一电磁功率曲线控制风机变流器控制器，所述第一电磁功率曲线根据虚拟同步控制算法计算得到；

判断所述风机转速是否下降到预设的第一转速限值；

如所述风机转速下降到所述第一转速限值，按照第二电磁功率曲线控制风机变流器控制器，所述第二电磁功率曲线根据比例积分算法计算得到；

判断所述风机转速是否从所述第一转速限值上升到第二转速限值；

如所述风机转速从所述第一转速限值上升到第二转速限值，按照第三电磁功率曲线控制风机变流器控制器，所述第三电磁功率曲线根据MPPT算法计算得到。

在一实施例中，当所述电网频率未偏离电网额定频率时，按照所述第三电磁功率曲线控制风机变流器控制器。