[发明专利]一种考虑机械载荷约束的大型风电机组虚拟惯量控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑机械载荷约束的大型风电机组虚拟惯量控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，方法包括：通过虚拟惯量控制环计算当前控制周期的期望发电机转矩T_i^e(n)、以及当前控制周期的前一个控制周期的期望发电机转矩T_i^e(n‑1)，并计算期望发电机转矩变化量e_T，e_T＝T_i^e(n)‑T_i^e(n‑1)，n为当前控制周期，n‑1为当前控制周期的前一个控制周期；通过当前控制周期的发电机转速ω_g(n)、及当前控制周期的前一个控制周期的发电机转速ω_g(n‑1)，计算发电机转速变化量e_ω；将期望发电机转矩变化量e_T与设定值M进行比较，并将当前控制周期的所需期望发电机转矩T_i(n)确定为：M＝f(e_ω)，M大于0。本申请公开的上述技术方案，对T_i(n)进行限制，以避免发电机转矩发生过大变化，从而减少虚拟惯量控制过程中对传动链轴系造成的冲击。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种考虑机械载荷约束的大型风电机组虚拟惯量控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着传统能源的日益减少和环境问题的日益突出，通过风电机组将风能转换为电能则越来越受到世界各国的重视，并且风电机组装机容量也在逐渐增加。但是，随着局部电网风电渗透率的不断增大，风能的波动性、随机性等运动特性给电力系统的安全稳定运行带来了一定的影响。因此，则需要提升风电机组的电网友好型技术。

实现风电机组电网友好型的关键技术之一就是使风电机组具备虚拟惯量及一次调频控制能力，即使风电机组具备类似同步发电机的调频能力。在虚拟惯量及一次调频控制中，为了满足风电机组虚拟惯量控制响应的快速性(通常为百毫秒级响应速度)，发电机电磁转矩会快速上升、下降或波动，而这些都会给大型风电机组(带齿轮箱)传动链轴系带来比较大的冲击，并造成较大载荷，甚至可能会造成传动链轴系扭振失稳，从而给风电机组的安全稳定运行带来影响。

综上所述，如何减少虚拟惯量控制过程中对传动链轴系造成的冲击，以使风电机组可以安全稳定运行，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种考虑机械载荷约束的大型风电机组虚拟惯量控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以减少虚拟惯量控制过程中对传动链轴系造成的冲击，从而使风电机组可以安全稳定运行。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种考虑机械载荷约束的大型风电机组虚拟惯量控制方法，包括：

通过虚拟惯量控制环计算当前控制周期的期望发电机转矩T_i^e(n)、以及所述当前控制周期的前一个控制周期的期望发电机转矩T_i^e(n-1)，并计算期望发电机转矩变化量e_T，其中，e_T＝T_i^e(n)-T_i^e(n-1)，T_i为期望发电机转矩，n表示当前控制周期，n-1表示当前控制周期的前一个控制周期；

通过所述当前控制周期的发电机转速ω_g(n)、以及所述当前控制周期的前一个控制周期的发电机转速ω_g(n-1)，计算发电机转速变化量e_ω；