[发明专利]基于转动惯量存储与释放的双馈风机快速功率调节方法

权利要求书

1.一种基于转动惯量存储与释放的双馈风机快速功率调节方法,其特征在于，包括：

判断风机是否能够进行相应的升功率或降功率，以下发相应的降功率指令或升功率指令；

当所述风机接收到所述降功率指令时，所述风机的电磁转矩瞬间改变为降功率指令值和风机转子当前转速的比值，以带动风机加速运行进行降功率；当所述风机的电磁转矩和机械转矩达到平衡时，风机转速停止变化，风机超速运行；

当所述风机接收到所述升功率指令时，所述风机的电磁转矩瞬间改变为升功率指令值和风机转子当前转速的比值，以带动风机减速运行进行升功率；当所述风机的电磁转矩和机械转矩再次达到平衡时，风机转速停止变化。

2.根据权利要求1所述的双馈风机快速功率调节方法，其特征在于，通过判断风机是否具备功率提升正备用容量和/或功率下降负备用容量，判断风机是否能够进行相应的功率提升和/或功率下降。

3.根据权利要求2所述的双馈风机快速功率调节方法，其特征在于，当所述风机处于最优转速运行时，判断所述风机具备功率下降负备用容量，调控中心仅在所述风机具备所述负备用容量时基于所述负备用容量对风机下发降功率指令；当所述风机处于最大转速时，判断所述风机具备功率提升正备用容量，调控中心仅在所述风机具备所述正备用容量时基于所述正备用容量对风机下达升功率指令；当所述风机处于超速运行且所述风机超速转速未达到风机最大转速时，判断所述风机具备功率提升正备用容量和功率下降负备用容量，调控中心基于所述正备用容量和所述负备用容量对风机下达升功率指令或降功率指令。

4.根据权利要求3所述的双馈风机快速功率调节方法，其特征在于，通过下式得到所述功率下降负备用容量和所述功率提升正备用容量：

ΔP_down＝P_n-P_min；

ΔP_up＝P_opt-P_n；

其中，ΔP_down表示所述功率下降负备用容量，P_n表示风机的当前输出功率，P_min表示风机在所述当前风速下以最大转速运行时风机输出的最低功率；ΔP_up表示所述功率提升正备用容量，P_opt表示风机在所述当前风速下以最优转速运行时的最大输出功率。

5.根据权利要求1所述的双馈风机快速功率调节方法，其特征在于，所述电磁转矩为与风机转子转速相关的动态量，由下式计算：

T_em(t)＝P_ref/ω_r(t)；

其中，T_em(t)为所述电磁转矩，P_ref为所述降功率指令值，ω_r(t)为风机转子当前转速。

6.根据权利要求5所述的双馈风机快速功率调节方法，其特征在于，在风机加速运行阶段，风机降低的机械能和存储的转动惯量转换为功率提升正备用能量；在风机减速运行阶段，风机提升的机械能和释放的转动惯量转换为功率下降负备用能量。

7.根据权利要求6所述的双馈风机快速功率调节方法，其特征在于，所述风机加速运行阶段中所述风机存储的转动惯量由下式计算：

其中，S_r1为所述风机存储的转动惯量，ω₀为风机初始转速，ω_st为所述风机加速运行阶段后风机转子稳态转速。

8.根据权利要求7所述的双馈风机快速功率调节方法，其特征在于，所述风机加速运行阶段中，风机捕获的机械能变化量S_m1为：

其中，S_m1为所述风机加速运行阶段中风机捕获的机械能变化量，P₀为风机初始转速下输出功率，P_m(t)为所述风机加速运行阶段中输出的实时机械功率。