[發明專利]雙饋變速風電機組的附加頻率控制器參數整定方法

無效

• 申請號: 201210045545.5
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102611132A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王洪濤;劉玉田;孫華東;陳得治
• 申請（專利權）人: 山東大學;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種雙饋變速風電機組的附加頻率控制器參數整定方法，其特征是，它的過程為：

1)采集電網數據，求出電網的總的常規發電機裝機容量、轉動慣量、一次調頻能力以及負荷總量特征參數，將系統簡化成兩機系統；

2)以突增負荷的形式為系統設置功率擾動，擾動量為系統負荷總量的5％，通過大量的仿真計算，求出切入和切出風速之間不同風速對應的附加頻率控制器增益最優值即風機切入風速和切出風速之間所有整數風速值，由此形成控制器增益選擇的備選參數庫；

3)對步驟2)中已求出切入和切出風速間各整數風速對應的控制器增益，實際中風速不一定為整數，因此對測得的風速采取向下取整的方式，然后從備選參數庫中查找對應的控制器增益對控制器進行設置。

2.如權利要求1所述的雙饋變速風電機組的附加頻率控制器參數整定方法，其特征是，所述步驟2)中仿真過程為：

P_m通過式(1)到式(4)求出：

Pm=ρ2Arv3Cp---(1)]]>

Cp(t)=0.22(116λi-0.4θ(t)-5)exp(-1.25λi)---(2)]]>

λi=11λ+0.08θ(t)-0.035θ(t)3+1---(3)]]>

λ＝ω(t)R/v????(4)

式中：P_m為風機輸入功率，ρ為風能密度，Ar為風機葉片掃風面積，v為風速，C_p為風功率利用系數，λ為葉尖速比，θ(t)為漿矩角，R為風機轉動半徑；

系統頻率變化過程微分方程為：

TJdΔfdt=Δp+ΔPG+ΔPW+ΔPm-ΔPL---(5)]]>

TGdΔPGdt+ΔPG=-KGΔf---(6)]]>

TWdΔPWdt+ΔPW=-1RΔf---(7)]]>

ΔP_L＝K_LΔf????(8)

風機轉子轉速變化過程可用式(9)表示

ω1=ω02-∫t0tΔPrefdtHW---(9)]]>

式中：ω₁為風機轉子當前轉速，ω₀為參與系統調頻前的轉速，H_W為風機轉子轉動慣量，t₀為風機參與系統調頻初始時刻，t為當前時刻；Δp為系統功率擾動量，ΔP_G為常規發電機一次調頻所增發的功率，ΔP_L為系統系統頻率變化過程中負荷功率的變化量，K_L為負荷的單位調節功率，T_J為系統慣性時間常數，T_G為常規發電機組一次調頻時間常數，K_G為常規發電機的頻率調節效應系數，T_W為風電機組功率控制相應時間常數，該值較小為毫秒級，1/R為風機添加附加一次調頻控制環節后風機等效一次調頻系數，ΔP_m為風機因轉速和漿矩角變化所引起的風機輸入功率減少量，ΔP_W為風電機組實際增發的功率，ΔP_ref為風機附加一次調頻控制器所輸出的功率信號，ΔP_m+ΔP_W＝ΔP_ref。

3.如權利要求2所述的雙饋變速風電機組的附加頻率控制器參數整定方法，其特征是，在風速確定情況下，綜合式(1)到式(9)采用改進歐拉法進行迭代求解可得出5％功率擾動下風機參與系統調頻時系統的頻率變化曲線，相應的可得系統頻率最低點f(0)，但此時的R不一定為最優值，需要對R進行修正，修正過程如下，分別求R＝R0-ΔR和R＝R0+ΔR(ΔR取0.1)時的系統頻率最低點f(-1)和f(1)，根據f(0)、f(-1)和f(1)的大小關系，修正過程可分為：

(1)如果f(0)＞＝f(-1)且f(0)＞＝f(1)，則R0即為此風速下的最優R值；

(2)如果f(0)＝＜f(-1)，則分別求R＝R0-nΔR時的系統頻率最低點f(-n)，增大n，直到f(-(n-1))＜f(-n)且f(-n-1)＜f(-n)為止，對應的R值即為此風速下的最優R值；n＝1，2，3……；

(3)如果f(0)＝＜f(1)，則分別求R＝R0+nΔR(n＝1，2，3……)時的系統頻率最低點f(n)，增大n，直到f(n-1)＜f(n)且f(n+1)＜f(n)為止，對應的R值即為此風速下的最優R值；n＝1，2，3……。