[发明专利]一种包括储能单元的风电机组调频控制方法

权利要求书

1.一种包括储能单元的风电机组调频控制方法，所述风电机组包括变流器、储能单元、风电机组主控系统、变桨控制系统及风电机组叶轮，所述方法应用于变流器执行调频或退出调频；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过变流器对电网电压频差进行检测，判断风电机组处于调频的何种状态；

当风电机组处于调频状态时，记录进调频状态时刻的当前发电功率P₀，并实时计算风电机组的调频功率指令ΔP_ref，得到总入网功率指令P_{total_ref}；根据叶轮发电功率计算方法得到叶轮功率指令P_{wt_ref}，所述风电机组主控系统切换到稳叶轮发电功率运行模式；

当风电机组处于调频退出中状态时，所述风电机组主控系统保持稳叶轮发电功率运行模式，并令总入网功率指令P_{total_ref}＝P₀，叶轮功率指令P_{wt_ref}＝P₀；

在上述两种状态中，以总入网功率指令P_{total_ref}为给定，以实测总入网功率P_{total_meas}为反馈，经PI调节器及储能单元功率限幅环节，得到所述储能单元功率指令P_{ess_ref}，储能单元跟踪该指令运行；

当风电机组处于非调频状态时，叶轮发电功率控制恢复到正常运行模式，储能单元控制也恢复到正常运行模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述总入网功率指令P_{total_ref}＝P₀+ΔP_ref，所述叶轮发电功率计算方法为：P_{wt_ref}＝P_{total_ref}-k*P_{discharge_max}，其中P_{discharge_max}为储能系统允许的最大放电功率值，k为取值在0到1之间的预设常数值，或者能够根据电网频率偏差符号或幅值动态变化的数值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风电机组主控系统切换到稳叶轮发电功率运行模式,当风速不够导致无法跟踪上所述叶轮功率指令P_{wt_ref}时，所述风电机组主控系统进入MPPT模式，在所述PI调节器作用下所述储能单元将尽最大输出能力保证风电机组总入网功率稳定在P_{total_ref}附近，所述储能单元功率指令大于k*P_{discharge_max}；当风速足够时，主控系统运行在稳叶轮发电功率P_{wt_ref}模式，所述储能单元功率指令在k*P_{discharge_max}附近，在所述PI调节器作用下，所述储能单元主动抵消主控系统稳叶轮发电功率过程中的波动，确保风电机组总入网功率稳定在P_{total_ref}附近。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述储能单元始终工作在储能系统允许的最大放电功率值k*P_{discharge_max}附近或大于k*P_{discharge_max}的一个放电功率附近，所述储能单元稳态下始终处于放电状态，稳态下将所述储能单元的电池剩余容量与电池额定容量的比值保持在高位，仅预留小部分所述储能单元未充满的容量供短时充电使用。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述“记录进调频状态时刻当前发电功率P₀”为：判断进入调频状态后开始递增计数，当计数值为1时，将当前入网功率值赋给P₀，当计数值大于1时，不对P₀进行赋值。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述主控系统必须具备由当前控制模式在线切换到稳叶轮发电功率运行模式，及由稳叶轮发电功率运行模式在线切换到正常运行模式的能力。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述生成储能单元功率指令P_{ess_ref}的PI调节器为防饱和PI调节器。