[发明专利]一种基于滑差对变速风力发电机组功率的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于滑差对变速风力发电机组功率的控制方法，风力发电机组的主控制器创建滑差控制曲线，滑差控制器基于该滑差控制曲线实现对所述风力发电机组的功率控制，其中，通过所述滑差控制曲线确定所述风力发电机组的转速与其功率的二维坐标对应关系；本发明可以提高风力发电机组对于转速稳定调节以及功率平稳输出的控制效果，同时通过该滑差限功率控制对滑差控制曲线进行自动动态调整，满足了对风力发电机组的限功率控制要求。

技术领域

本发明属于风力发电领域，具体涉及一种基于滑差对变速风力发电机组功率的控制方法。

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，由于现有技术所采用的滑差控制通常是基于预先设定滑差控制曲线，无法实现自动动态调整效果，在实际应用角度，这会导致风力发电机组无法实现限功率运行控制，这也造成滑差控制方案受到较多应用限制。

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，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基于滑差对变速风力发电机组功率的控制方法，可以提高风力发电机组对于转速稳定调节以及功率平稳输出的控制效果，同时通过该滑差限功率控制对滑差控制曲线进行自动动态调整，满足了对风力发电机组的限功率控制要求。

为此，本发明采用的技术方案如下：

一种基于滑差对变速风力发电机组功率的控制方法，风力发电机组的主控制器创建滑差控制曲线，滑差控制器基于该滑差控制曲线实现对所述风力发电机组的功率控制，其中，通过所述滑差控制曲线确定所述风力发电机组的转速与其功率的二维坐标对应关系。

优选地，所述主控制器通过通讯方式向所述滑差控制器发送滑差控制曲线信号。

优选地，所述主控制器以所述风力发电机组的功率平稳输出作为控制目标来创建所述滑差控制曲线。

优选地，所述滑差控制曲线引入了滑差限功率控制，通过该滑差限功率控制对所述滑差控制曲线进行自动动态调整，满足对所述风力发电机组的限功率控制要求。

优选地，所述滑差限功率控制包括:在所述滑差控制曲线中，分别确定最小转速范围对应的至少1个功率常数坐标点以及最大转速范围对应的至少1个功率常数坐标点；同时基于限功率控制的目标，确定分别过坐标零点且其斜率依次增大的第一直线、第二直线和第三直线、以及与所述第一直线相交的第四直线、与所述第二直线相交的第五直线，所述第四直线的斜率大于所述第三直线的斜率且小于所述第五直线的斜率；对各功率常数坐标点、第一直线与第四直线的相交点、第四直线与第五直线的相交点，以及第二直线与第五直线的相交点进行线性拟合，得到经滑差限功率控制的滑差控制曲线。

优选地，所述最大转速范围对应的功率常数坐标点位于所述第五直线上。

优选地，最小转速范围分别对应的第一功率常数坐标点和第二功率常数坐标点，最大转速范围对应第三功率常数坐标点。