[发明专利]一种风力发电机组功率快速跟踪控制方法

说明书

本发明公开了一种风力发电机组功率快速跟踪控制方法，包括初始化状态、功率快速控制启动状态、功率快速控制状态、功率快速控制退出状态。采用本发明方法无需额外增加设备，利用机组自身的惯量动能特性，可解决风力发电机组过于依赖风况进行功率控制问题以及风力发电机组跟踪功率目标响应较慢的问题，有利于风力发电机组的推广应用。

技术领域

本发明涉及风力发电机组功率跟踪控制的技术领域，尤其是指一种风力发电机组功率快速跟踪控制方法。

背景技术

随着国家对风力发电开发的大力支持，大量风力发电机组将接入电网，风力发电机组在接入电网的电源中占比越来越高。目前电网逐步提出风力发电机组具备短时可调度和快速功率目标跟踪的能力，但风力发电机组出力由风力发电机组捕获的机械风能和风力发电机转速决定，无法实现短时间可调度和快速功率目标跟踪。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出了一种科学可靠的风力发电机组功率快速跟踪控制方法，采用本发明方法无需额外增加设备，利用机组自身的惯量动能特性，可解决风力发电机组过于依赖风况进行功率控制问题以及风力发电机组跟踪功率目标响应较慢的问题，有利于风力发电机组的推广应用。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风力发电机组功率快速跟踪控制方法，对风力发电机组进行功率快速跟踪就是为了改变当前功率P1，P1为机组控制策略计算得到的功率值，即实时功率值，使机组功率由P1变为P2，P2为接收风电场能量管理平台的目标功率值，由于功率改变，P1与P2之间必然存在差值ΔP，机组功率的计算公式为P＝T*V，因此，在已知机组转速V之后，要想改变机组功率，就需要改变机组转矩，从而使得机组功率发生变化，机组转矩的控制目标值为T1，通过控制T1大小能够对机组功率进行升、降功率的操作，且整个功率控制循环有一个功率快速跟踪控制最大周期t1，超过t1机组就会自动退出功率控制，当机组退出功率控制后，就会对变量F1进行赋值，F1为机组退出功率控制标志，F1＝1表示退出完成；

基于以上原理，所述的风力发电机组功率快速跟踪控制方法，包括：

1)初始化状态：

机组上电后自检，当其安全链处于正常状态，等待机组并网发电后，进行机组数据的读取，读取机组变量：功率P1、转速V和转矩T2，所述转速V为发电机实时转速，所述转矩T2为机组控制策略计算得到的转矩参考值；在进入功率快速控制启动状态前需要检测机组退出功率控制标志信号F1，当检测到F1＝0时，表示初始化完成；

2)功率快速控制启动状态：

在完成初始化后，机组等待风电场能量管理平台发送功率快速控制使能信号K_flag和目标功率值P2；

若未收到功率快速控制使能信号K_flag和目标功率值P2，则机组的主控系统保持在初始化状态；

若收到功率快速控制使能信号K_flag和目标功率值P2，则主控系统开始判断功率快速控制的边界条件是否满足，当边界条件不满足时，不能进入启动状态，主控系统会保持初始化状态；其中，边界条件为：

a、ΔP≠0；

b、桨距角Angle11°，所述桨距角Angle1为机组的叶片相对水平面角度；

c、转速V大于机组额定转速的0.95倍；

d、转矩T1小于发电机转矩最小值；

e、转速V持续下降，时间为t2；

f、达到功率快速跟踪控制最大周期t1；

g、输入的目标功率值P2大于500kW时，转速V低于最小同步转速；