[發明專利]對風力發電機組的輸出功率進行控制的方法和設備

有效

• 申請號: 201710584766.2
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107152377B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 彼得·福格·奧德高;余夢婷
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張川緒;王兆賡

1.一種在風力發電機組的一次調頻過程對輸出功率進行控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

預測風力發電機組的轉速；

基于預測的轉速，確定調頻剩余時間，其中，調頻剩余時間是指在不影響風力發電機組在一次調頻后的恢復的情況下風力發電機組還能持續輸出作為輸出功率的用于一次調頻的調頻功率的時間；

根據確定的調頻剩余時間對輸出功率的提升進行控制。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據確定的調頻剩余時間對輸出功率的提升進行控制的步驟包括：在調頻剩余時間降為預定值之前，停止對輸出功率的提升。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，預測風力發電機組的轉速的步驟包括：迭代地使用當前時刻的風力發電機組的轉速和當前時刻的調頻功率來預測下一時刻的風力發電機組的轉速，當前時刻與下一時刻相隔預定時間步長，

確定調頻剩余時間的步驟包括：每次預測出轉速時確定預測出的轉速是否滿足預定條件；當任意一預測出的轉速滿足預定條件時，確定已經經過的預定時間步長的數量；計算所述數量與預定時間步長的乘積作為調頻剩余時間。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，根據當前時刻的轉速、當前時刻的氣動機械轉矩、與當前時刻的調頻功率有關的當前時刻的電機電磁轉矩、預定時間步長、轉子轉動慣量來預測預定時間步長后的轉速。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在預測第一預定時間步長后的轉速時所使用的當前時刻的轉速、當前時刻的風力發電機組的氣動機械轉矩以及當前時刻的風力發電機組的電機電磁轉矩為實測值，

在預測第n預定時間步長后的轉速時所使用的當前時刻的轉速、當前時刻的氣動機械轉矩以及當前時刻的電機電磁轉矩基于預測的第n-1預定時間步長后的轉速獲得，其中，n為大于1的自然數。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，預測的預定時間步長后的轉速為：當前時刻的氣動機械轉矩與當前時刻的電機電磁轉矩之差被預定加權值加權后的結果與當前時刻的轉速的和，所述預定加權值為預定時間步長與轉子轉動慣量之比。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述預定條件為：基于任意一預測出的轉速確定的風力發電機組的氣動機械轉矩大于被預定因子加權后的最低輸出功率與所述任意一預測出的轉速之比，

其中，最低輸出功率為風力發電機組在一次調頻后的恢復過程所允許的最小的輸出功率。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據確定的調頻剩余時間對輸出功率的提升進行控制的步驟包括：

調整調頻功率，使得確定的調頻剩余時間盡可能接近一次調頻要求的剩余調頻時間。

9.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，以預定時間間隔周期性地調整調頻功率。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，以預定時間間隔周期性地調整調頻功率。

11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，調整調頻功率的步驟包括：

(A1)判斷確定的調頻剩余時間是否小于一次調頻要求的剩余調頻時間；

如果確定的調頻剩余時間小于一次調頻要求的剩余調頻時間，則在步驟(A2)設定小于當前的調頻功率的功率值；

(A3)在假設設定的功率值為調頻功率的情況下，再次預測風力發電機組的轉速，并基于再次預測的轉速再次確定調頻剩余時間，并返回步驟(A1)；

如果確定的調頻剩余時間大于一次調頻要求的剩余調頻時間，則在步驟(A4)設定大于當前的調頻功率的功率值，并返回步驟(A3)；

如果確定的調頻剩余時間等于一次調頻要求的剩余調頻時間，則在步驟(A5)將當前的功率值作為調頻功率。