[发明专利]风力发电机组的转速功率控制方法、变速风力发电机组

说明书

本发明公开了一种风力发电机组的转速功率控制方法、变速风力发电机组，在速度控制模式中增加用于计算输出增益值的非线性增益控制模块，基于增益值调节风机转速特性，变桨转速控制器依据该风机转速特性输出变桨角度转速控制值；和/或，在功率控制模式中增加用于分别计算输出第一增益值和第二增益值的第一非线性增益控制模块和第二非线性增益控制模块，基于第一增益值和第二增益值控制调节风机功率特性，变桨功率控制器依据该风机功率特性计算输出变桨角度功率控制值；本发明使得风力发电机组的转速实现稳态调节，风力发电机组实现了平稳启动和并网运行且风力发电机组的功率输出控制更加平稳可靠。

技术领域

本发明属于风力发电领域，具体涉及一种风力发电机组的转速功率控制方法，本发明还涉及了该转速功率控制方法应用的变速风力发电机组。

背景技术

在风力发电领域中，变桨恒速异步风电机组通常包括带滑差控制系统的变速风力发电机组。请参见图1所示，带滑差控制系统的变速风力发电机组主要包括(绕线转子)异步发电机a，在工作运行时，异步发电机a的定子端始终保持与电网b连接，而异步发电机a的转子端，通过滑环将异步发电机a与可变滑差系统c连接。异步发电机a通过转动启动桨叶d以达到最佳桨叶角度，并实现对转子的加速；当异步发电机速度已经达到了同步速度时，通过软启动器e控制浪涌冲击电流实现并网之后，旁路接触器f接通并对软启动器e进行旁路，使得异步发电机a直接并入电网b。

具体来说，带滑差控制系统的变速风力发电机组的控制分别包括变桨控制和滑差控制，通过将两个控制协同工作使得变速风力发电机组达到动态最优稳定，变桨控制是基于实现一定风速下的目标转速作为控制工作点目标进行开环控制，属于慢速调节控制；而滑差控制是基于风力发电机组处于围绕在目标转速附近的动态最优稳定状态作为控制工作点目标进行闭环控制，属于快速调节系统。

然而，本申请人发现现有技术采取的控制技术在启动平稳性方面的表现较差，转速调节以及功率输出的波动性较大，这导致了对变速风力发电机组的较大冲击和载荷。

基于本申请人以及本申请人研发团队在风力发电控制领域的长期专注研究，决定对此进行立项研发，希望寻求技术方案来解决以上技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种风力发电机组的转速功率控制方法、变速风力发电机组，使得风力发电机组的转速实现稳态调节，风力发电机组实现了平稳启动和并网运行且风力发电机组的功率输出控制更加平稳可靠。

为此，本发明采用的技术方案如下：

一种风力发电机组的转速功率控制方法，包括速度控制模式和功率控制模式；当风力发电机组启动后，进入速度控制模式；当风力发电机组并网后，切换进入功率控制模式，其中，在所述速度控制模式中增加用于计算输出增益值的非线性增益控制模块，基于所述增益值控制调节风机转速特性，变桨转速控制器依据该风机转速特性计算输出变桨角度转速控制值，使得风力发电机组的实际转速在其目标并网转速给定值或其附近稳定工作。

一种风力发电机组的转速功率控制方法，包括速度控制模式和功率控制模式；当风力发电机组启动后，进入速度控制模式；当风力发电机组并网后，切换进入功率控制模式，其中，在所述功率控制模式中增加用于分别计算输出第一增益值和第二增益值的第一非线性增益控制模块和第二非线性增益控制模块，基于所述第一增益值和第二增益值控制调节风机功率特性，变桨功率控制器依据该风机功率特性计算输出变桨角度功率控制值，使得风力发电机组的功率输出控制更加平稳可靠。