[发明专利]一种设有转速禁区的风电机组限功率控制方法

摘要

本发明公开了一种设有转速禁区的风电机组限功率控制方法，通过将限功率值的大小和常规控制策略中的转速禁区值比较，进而划分出允许转速设定区域，确保机组在运行过程中有效避开转速禁区的同时，输出期望的功率，并且将控制性能指标分成三类载荷降低作为主要指标，载荷降低和发电量优化的综合指标和发电量优化作为主要指标，选择不同的转速设定值，即可满足机组不同设计类型的性能需求。本发明能有效解决此类具有转速禁区的机组的限功率运行问题，具有广泛的应用前景。

主权项

一种设有转速禁区的风电机组限功率控制方法，其特征在于：所述风电机组限功率控制方法以转速设定作为第一控制目标，功率输出作为第二控制目标，通过将限功率值的大小和常规控制策略中的转速禁区值比较，进而划分出允许转速设定区域，确保机组在运行过程中有效避开转速禁区的同时，输出期望的功率，并且将控制性能指标分成三类：载荷降低作为主要指标，载荷降低和发电量优化的综合指标和发电量优化作为主要指标，选择不同的转速设定值，即可满足机组不同设计类型的性能需求；其包括以下步骤：1)根据限功率值和转速禁区的功率限制值的比较结果，将转速设定目标范围划分为第一区域和第二区域；其中，将限功率值和转速禁区的功率限值中的大值进行比较；当限功率值在[0，转速禁区的功率限制的大值]范围内，转速设定目标限制在第一区域；当限功率值在[转速禁区的功率限制的大值，额定功率]范围内，转速设定目标限制在第二区域；第一区域位于[并网转速，转速禁区的下限转速]范围，第二区域位于[转速禁区的下限转速，额定转速]范围；为避免限功率值频繁变化引起的转速设定目标在第一区域和第二区域之间的来回切换，设定等待时间使转速设定目标区域在等待时间内不会进行区域切换；当转速设定目标在第一区域和第二区域之间切换时，设置斜率限制，避免转速设定值在切换过程中的突变；2)根据控制性能指标，从对应的目标区域中选择所需的转速设定值作为变桨控制器和转矩控制器的输入；其中，所述控制性能指标分为三种：载荷降低作为主要指标，载荷降低和发电量优化的综合指标和发电量优化作为主要指标；转速设定值的选择分为三种模式：最小转速设定、中间转速设定和最高转速设定，分别与载荷降低、综合指标和发电量优化三种性能指标对应；当转速设定目标位于第一区域时，最小转速设定选择限功率值对应的最低转速，最高转速设定选择转速禁区的下限转速，中间转速设定选取最小转速和最高转速的平均值；当转速设定目标位于第二区域时，最小转速设定选择转速禁区的上限转速和限功率值对应的最低转速之间的较小值，最高转速设定选择额定转速，中间转速设定选取最小转速和最高转速的平均值；限功率值对应的最低转速根据预先设定的查表值进行计算得到，查表点根据电气部件的容量与转速之间的约束关系设置；3)根据转速设定值的设定，变桨控制器和转矩控制器在常规控制器的作用下进行输出；其中，转速设定值分别作为常规变桨控制器和转矩控制器的给定输入，常规变桨控制器维持原状，转矩控制器需要进行限幅后进行输出；转矩控制器的限幅上限值取限功率值乘以特定系数除以当前转速值，该特定系数等于限功率下的允许的最大功率与限功率值的比值。