[发明专利]一种具有主动支撑电网功能的风机桨距角控制方法及装置

权利要求书

1.一种具有主动支撑电网功能的风机桨距角控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据目标电压、目标频率和目标电压下的发电机功率设定值，计算目标工况下的发电机电磁转矩静态值，所述目标工况为发电机工作在正常电力系统状态时的工况；

将目标工况下的发电机电磁转矩静态值与当前工况下的发电机电磁转矩值作差，得到发电机电磁转矩预变量；

根据发电机电磁转矩预变量，计算桨距角变化量，并根据桨距角变化量控制变桨系统；

桨距角变化量的计算公式为：

其中，β为桨距角变化量，T_e为发电机电磁转矩预变量，T_e＝T_p-T_c，T_c为当前工况下的发电机电磁转矩值，T_p为目标工况下的发电机电磁转矩静态值，K为风力发电机齿轮箱的减速比，k(β,λ)为风轮旋转力矩与风轮桨距角β之间的斜率，λ为叶尖速比；

k(β,λ)是通过仿真计算得到的，计算公式为：

其中，T为风轮旋转力矩。

2.根据权利要求1所述的具有主动支撑电网功能的风机桨距角控制方法，其特征在于，计算目标工况下的发电机电磁转矩静态值的步骤包括：

以发电机定子磁链方向作为定子d轴方向，根据目标电压和目标频率，计算目标电压下的发电机定子d轴分量U_d和q轴分量U_q；

根据目标电压下的发电机定子d轴分量U_d和q轴分量U_q以及目标电压下的发电机功率设定值，计算目标电压下的发电机定子的d、q轴电流分量和转子的d、q轴电流分量，计算公式为：

其中，I_d和I_q分别为目标电压下的发电机定子的d、q轴电流分量，i_d和i_q分别为目标电压下的发电机转子的d、q轴电流分量，R为发电机定子每相绕组电阻，ω_m为发电机定子磁链旋转角速度；L_m,L_se分别为发电机绕组间最大互感，发电机定子每相绕组漏感，P和Q分别为目标电压下的发电机功率设定值中的有功功率设定值和无功功率设定值；

根据目标电压下的发电机定子的d、q轴电流分量和转子的d、q轴电流分量，计算目标工况下的发电机电磁转矩静态值，计算公式为：

其中，T_p为目标工况下的发电机电磁转矩静态值。

3.根据权利要求1所述的具有主动支撑电网功能的风机桨距角控制方法，其特征在于，目标电压下的发电机功率设定值包括有功功率设定值P和无功功率设定值Q，有功功率设定值P和无功功率设定值Q根据风速功率曲线结合电力系统功率变化要求预先计算出来。

4.一种具有主动支撑电网功能的风机桨距角控制装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令以实现如下方法：

根据目标电压、目标频率和目标电压下的发电机功率设定值，计算目标工况下的发电机电磁转矩静态值，所述目标工况为发电机工作在正常电力系统状态时的工况；

将目标工况下的发电机电磁转矩静态值与当前工况下的发电机电磁转矩值作差，得到发电机电磁转矩预变量；

根据发电机电磁转矩预变量，计算桨距角变化量，并根据桨距角变化量控制变桨系统；

桨距角变化量的计算公式为：

其中，β为桨距角变化量，T_e为发电机电磁转矩预变量，T_e＝T_p-T_c，T_c为当前工况下的发电机电磁转矩值，T_p为目标工况下的发电机电磁转矩静态值，K为风力发电机齿轮箱的减速比，k(β,λ)为风轮旋转力矩与风轮桨距角β之间的斜率，λ为叶尖速比；

k(β,λ)是通过仿真计算得到的，计算公式为：

其中，T为风轮旋转力矩。