[发明专利]提升双馈风电机组调频能力的功率曲线优化方法及系统

权利要求书

1.一种提升双馈风电机组调频能力的功率曲线优化方法，其特征在于，电力系统发生频率事故之前，双馈风电机组工作在MPPT控制模式，稳态运行在点A(ω₀，P_A)；ω₀为初始转速，P_A为初始转速所对应的最大风能跟踪功率；

当电力系统发生频率事故时，判断电力系统的频率偏差是否大于预设偏差，若是，则执行以下步骤：

S1、控制双馈风电机组的输出有功功率参考值，使其增至转矩极限条件下初始转速ω₀对应的功率极限P_Tlim0处，从而使双馈风电机组的转子进入减速阶段，以释放转子储存的动能；记点B为(ω₀，P_Tlim0)；

S2、减速阶段：继续控制输出有功功率参考值，使其沿着抛物线BM减小至点C所对应的风机捕获的机械功率值P_C；此时，减速阶段结束，进入加速阶段；其中，在减速阶段过程中，输出有功功率参考值始终大于机械功率；抛物线BM为以点M为顶点经过点B且开口向上的抛物线，用于表示减速阶段输出有功功率参考值随实时转速的变化关系；点M为(ω_min，P_MPPTmin)，ω_min为转速最低点，P_MPPTmin为MPPT曲线上ω_min所对应的最小输出功率；点C为抛物线BM与机械功率曲线的交点；

S3、加速阶段：继续控制输出有功功率参考值，使其沿着弧线CA减小至点D所对应的最大风能跟踪功率P_D后，切换到MPPT控制模式，以实现转速恢复；其中，在加速阶段过程中，有功功率参考值始终小于机械功率；弧线CA为与MPPT曲线存在除端点外的交点、且过点C和点A的弧线，用于表示从P_C减小至P_D的过程中输出有功功率参考值随实时转速的变化关系；点D为弧线CA与MPPT曲线除端点外的交点；

所述抛物线BM上，输出有功功率参考值P_ref与实时转速ω之间的关系为：

其中，ω_C为点C所对应的转速；

所述弧线CA为以线段CA为直径的下半圆，此时，弧线CA上，输出有功功率参考值P_ref与实时转速ω之间的关系为：

其中，P₀为MPPT曲线上初始转速ω₀所对应的输出功率；ω_C为点C所对应的转速；ω_D为点D所对应的转速。

2.根据权利要求1所述的功率曲线优化方法，其特征在于，步骤S1中，控制双馈风电机组的输出有功功率参考值，使其突增至转矩极限条件下初始转速ω₀对应的功率极限P_Tlim0处；其中，P_Tlim0＝T_lim0*ω₀；T_lim0为转矩极限。

3.根据权利要求1所述的功率曲线优化方法，其特征在于，步骤S3中，切换到MPPT控制模式后，输出有功功率参考值沿着MPPT曲线从P_D上升至P_A，此时，双馈风电机组重新稳态运行在点A处。

4.根据权利要求1所述的功率曲线优化方法，其特征在于，电力系统发生频率事故之前，双馈风电机组采用功率外环和电流内环的双闭环控制方式；双馈风电机组工作在MPPT控制模式下；MPPT曲线的表达式如下：

其中，P_MPPT为最大风能跟踪区功率；ρ为流过风机风轮的流体密度；A_r为风能通过的横截面积；ω为实时转速；R为风轮半径；λ_opt为叶尖速比；C_pmax为最大功率系数。

5.一种提升双馈风电机组调频能力的功率曲线优化系统，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时执行权利要求1-4任意一项所述的功率曲线优化方法的步骤。

6.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求1-4任意一项所述的功率曲线优化方法。