[发明专利]风机调度跟踪控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种风机调度跟踪控制方法及装置，涉及风机控制的技术领域，包括获取风功率特性曲线和电网功率调度指令；根据风功率特性曲线和电网功率调度指令确定当前风机的应处运行状态，应处运行状态包括自由发电状态或者限功率状态；获取当前风机的实际运行状态；判断风机的实际运行状态与应处运行状态是否一致；如果否，将风机的实际运行状态切换为应处运行状态，本发明实施例提供的风机调度跟踪控制方法及装置，能够使风机有效跟随风速变化，以完善风力发电控制系统，进而提高风机的发电效率。

技术领域

本发明涉及风机控制技术领域，尤其是涉及一种风机调度跟踪控制方法及装置。

背景技术

近年来，风力发电发展迅速，单机容量与装机总量日益增加。然而，由于自然界的风速具有高度随机性和间歇性，导致风电机组产生的功率具有较大的波动和不稳定性，这与高效、可靠、友好的电网标准之间的矛盾日益突出。采用先进的控制策略，确保机组安全稳定高效运行，是一个十分重要的研究方向。

但是，目前常用的控制策略，由于风轮转动惯量大、风轮转速变化缓慢，而难以使风机快速跟随风速变化，导致控制系统暂态过程时间较长，影响了风机的发电效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风机调度跟踪控制方法及装置，以缓解控制系统暂态过程时间较长的技术问题，以提高风机的发电效率。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种风机调度跟踪控制方法，包括：获取风功率特性曲线和电网功率调度指令；根据风功率特性曲线和电网功率调度指令确定当前风机的应处运行状态，应处运行状态包括自由发电状态或者限功率状态；获取当前风机的实际运行状态；判断风机的实际运行状态与应处运行状态是否一致；如果否，将风机的实际运行状态切换为应处运行状态。

在一些实施例中，上述根据风功率特性曲线和电网功率调度指令确定当前风机的应处运行状态的步骤包括：根据风功率特性曲线提取当前风速测量值对应的最大功率值；判断电网功率调度指令是否大于当前风速测量值对应的最大功率值；如果是，确定当前风机的应处运行状态为自由发电状态；如果否，确定当前风机的应处运行状态为限功率状态。

在一些实施例中，如果上述风机的实际运行状态切换为自由发电状态时，上述方法还包括：检测风机所处环境的风速值；如果风速值低于风机对应的额定风速值，通过转矩补偿控制器对风机的给定转矩值进行补偿，其中，转矩补偿控制器为基于预测控制算法计算的，以使风机在风速波动时过渡到稳态工作点；如果风速值高于风机对应的额定风速值，通过桨距角预测控制器控制风机的转速。

在一些实施例中，如果上述风机的实际运行状态切换为限功率状态时，上述方法还包括：获取当前风机的运行参数；根据运行参数计算风机当前时刻的风能利用系数；判断风能利用系数是否大于预设的理论风能利用系数阈值；如果是，采用变速控制方式控制风机的转速；如果否，采用变桨控制方式控制风机的叶片相对于旋转平面的位置角度。

在一些实施例中，在上述风机处于自由发电状态时，上述方法还包括：根据风速值确定风机所处环境的风速变化趋势；根据风速变化趋势和风机对应的额定风速值对风机进行变速、变桨控制的切换。

在一些实施例中，上述在风机处于限功率状态时，上述方法还包括：根据计算的多个时刻的风能利用系数确定风能利用系数的变化趋势；根据风能利用系数的变化趋势和理论风能利用系数阈值对风机进行变速、变桨控制的切换。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种风机调度跟踪控制装置，包括：第一获取模块，用于获取风功率特性曲线和电网功率调度指令；确定模块，用于根据风功率特性曲线和电网功率调度指令确定当前风机的应处运行状态，应处运行状态包括自由发电状态或者限功率状态；第二获取模块，用于获取当前风机的实际运行状态；判断模块，用于判断风机的实际运行状态与应处运行状态是否一致；切换模块，用于当判断模块的判断结果为否时，将风机的实际运行状态切换为应处运行状态。