[发明专利]一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统和方法

说明书

本发明提供一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统和方法，其中系统包括风力机装置、液压传动装置、液压储能装置以及并网发电装置；所述风力机装置与液压传动装置、液压传动装置与液压储能装置、液压储能装置与并网发电装置为同轴刚性连接。本发明采用液压储能装置，可以缓冲电压突变带来的冲击，保证设备不脱网连续运行的能力；同时，液压储能装置能够对系统中输入的能量进行实时调控，从根源上协调能量的调配，既避免了多余的能量损坏，也将多余能量物尽其用，在泵控况下吸收能量，在马达工况下输出能量；省去传统的风速传感器和流量传感器，系统灵活性更高，节省了设备成本。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统和方法。

背景技术

随着环境和能源问题的日益加剧，风力发电越来越受到国内外的关注，风力发电产业也因此迅速发展。然而受气候条件的影响，风力发电输出功率具有间歇性和随机性的特点。大规模风力发电并网会引起较大功率波动之外，也容易导致系统惯量的缺失，影响系统频率稳定性。为了保证电力系统并网时安全平稳运行，需要提高风电机组并网转速控制效果。

美国专利US09347430B2中记载的风力发电机自适应俯仰控制系统。风力发电机的自适应变桨距控制系统用于变速双馈感应发电机(DFIG)系统。一个自适应神经网络产生优化的控制器增益的俯仰控制。俯仰控制器参数的智能差分进化，遗传算法的一种类型产生。一个反向传播神经网络的训练使用所生成的俯仰控制器参数，从而调整网络的权重，根据系统状态在一个可变的风速环境。所述风能发电机是双馈感应发电机(DFIG)，常数K和适于连接到桨距伺服机的输出，PI桨距控制器输出包括向桨距舵机发送桨距命令以控制桨距角度的装置；反向传播神经网络(BPNN)具有对所述多个信号路径施加的信号。但是该方法采用BP神经网络，该网络是全局逼近网络，每一次样本学习都要重新调整网络的所有权值，收敛速度慢，易于陷入局部极小，很难满足控制系统的高度实时性要求。

中国专利CN113357083A中记载的一种风力发电机组智能控制系统及方法。该方法包括相互通信连接的多个边缘计算子系统和至少一个风场级计算子系统，各所述边缘计算子系统分别通信连接有至少一主控装置；各所述主控装置与各所述边缘计算子系统和风场级计算子系统进行通信交互数据，并将各所述边缘计算子系统和风场级计算子系统的算法模型运算结果反馈至各所述主控装置，以对各所述主控装置对应的风机进行智能化控制和运行状态调整，以达到风电智能化控制，通过对风机多维数据进行采集和处理，基于风机和风场内部署的算法模型实现风机的智能化控制和状态调整，完成智能算法。该方法仍然使用大量传统传感器，造价昂贵，使用方法比较繁琐。

综上所述，现有的储能式液压型风力发电机组并网转速控制方法大多在控制过程中不能从根源上解决系统外界扰动所产生的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统和方法。

第一方面，本发明提供一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统，包括风力机装置、液压传动装置、液压储能装置以及并网发电装置；所述风力机装置与液压传动装置、液压传动装置与液压储能装置、液压储能装置与并网发电装置为同轴刚性连接；

所述风力机装置包括风速预测器、风轮和第一传动轴；所述风轮与第一传动轴传动连接，所述风速预测器位于所述风轮远离所述第一传动轴的一侧；

所述液压传动装置包括第一转速转矩传感器、定量泵、高压管路、第一单向阀、第二单向阀、第一溢流阀、补油泵、补油油箱、安全阀、流量控制器、转速控制器、变量马达、第二转速转矩传感器、低压管路和功率控制器；

所述液压储能装置包括变量泵马达、蓄能器和储能系统油箱；

所述并网发电装置包括发电机、并网柜和电网；