[发明专利]变速恒频风电机组惯性能量支撑控制方法及装置

权利要求书

1.一种变速恒频风电机组惯性能量控制方法，其特征在于，包括：

采集变速恒频风电机组在并网运行过程中的运行数据，根据所述运行数据得到C_p-λ散点分布阵列；其中，C_p为风能利用系数，λ为叶尖速比，且在C_p-λ散点分布阵列中每个C_p-λ散点具体为：

其中，C_p为风能利用系数，λ为叶尖速比，P_loss为损耗功率，P_e为发电功率，ρ为空气密度，A为叶轮扫掠面积，V为通过叶轮的等效风速，ω_T为叶轮转速，R为叶轮半径；

对局部区域中的所述C_p-λ散点分布阵列进行拟合，得到所述变速恒频风电机组在惯性能量支撑过程中的C_p-λ曲线；其中，所述局部区域为与所述变速恒频风电机组做惯性能量支撑相对应的区域；

根据所述C_p-λ曲线及所述变速恒频风电机组在所述惯性能量支撑过程中的气动功率得到ΔE_aero；其中，ΔE_aero为叶轮吸收的风能；

计算所述变速恒频风电机组在所述惯性能量支撑过程中的ΔE_e和ΔE_loss，并根据转速约束得到ΔE_kic，且根据ΔE_aero-ΔE_e-ΔE_loss-ΔE_kic＝0得到所述变速恒频风电机组在所述惯性能量支撑过程中的支撑时间；其中，ΔE_e为所述变速恒频风电机组内除风能之外的能量转换成的输出电能，ΔE_loss为机械和电气损耗，ΔE_kic为惯性旋转动能，所述转速约束是由实际采集到的叶轮转速的最大值确定的；

当所述变速恒频风电机组在所述惯性能量支撑过程中的功率支撑时间达到所述支撑时间时，则控制所述变速恒频风电机组退出所述惯性能量支撑过程；

对局部区域中的所述C_p-λ散点分布阵列进行拟合，包括：

利用最小二乘拟合对局部区域中的所述C_p-λ散点分布阵列进行拟合；

利用最小二乘拟合对局部区域中的所述C_p-λ散点分布阵列进行拟合，包括：

利用最小二乘拟合且选取二阶多项式对局部区域中的所述C_p-λ散点分布阵列进行拟合。

2.根据权利要求1所述的变速恒频风电机组惯性能量控制方法，其特征在于，根据所述C_p-λ曲线及所述变速恒频风电机组在所述惯性能量支撑过程中的气动功率得到ΔE_aero，包括：

根据所述C_p-λ曲线及得到：

其中，P_aero为所述变速恒频风电机组在所述惯性能量支撑过程中的气动功率，ρ为空气密度，A为叶轮扫掠面积，V为通过叶轮的等效风速，β为桨距角，R为叶轮半径，T_spt为所述支撑时间，ω_T为叶轮转速，ω_T＝Gω_g，G为齿轮箱速比，ω_g为发电机转速，为所述变速恒频风电机组功率支撑终止状态时的叶轮转速，为所述变速恒频风电机组功率支撑起始状态时的叶轮转速。

3.根据权利要求2所述的变速恒频风电机组惯性能量控制方法，其特征在于，计算所述变速恒频风电机组在所述惯性能量支撑过程中的ΔE_loss，包括：

根据得到ΔE_loss；

其中，η为发电效率。

4.根据权利要求3所述的变速恒频风电机组惯性能量控制方法，其特征在于，根据转速约束得到ΔE_kic，包括：

根据得到ΔE_kic；

其中，J为转动惯量，ω_g2为所述变速恒频风电机组功率支撑终止状态时的发电机转速，ω_g1为所述变速恒频风电机组功率支撑起始状态时的发电机转速。