[發(fā)明專利]基于虛擬慣性和槳距角控制風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻的方法

在審

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• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107910896A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王德林;劉柳;張俊武;張晨曦;白雁翔;康積濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙)51229
• 代理人: 何凡

1.基于虛擬慣性和槳距角控制風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻的方法，其特征在于，包括：

獲取電網(wǎng)的額定頻率和當(dāng)前頻率；

當(dāng)額定功率和當(dāng)前頻率存在頻率偏差時(shí)，計(jì)算虛擬慣性控制下風(fēng)電機(jī)組的次優(yōu)轉(zhuǎn)速-有功功率的跟蹤曲線的比例系數(shù)：

kopt′=Popt(ωr0+2πηΔf)3ω0<ωr<ω1,ω1<ωr<ωmax]]>

其中，P_opt為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的有功功率；ω_r0為風(fēng)力機(jī)初始角速度；η為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系數(shù)；Δf為電網(wǎng)當(dāng)前的頻率偏差；ω_r為風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；

采用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和比例系數(shù)，計(jì)算虛擬慣性控制下轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的參考功率：

Popt′=kopt′ωr3ω0<ωr<ω1(Pmax-kopt′ω13)(ωmax-ω1)(ωr-ωmax)+Pmaxω1<ωr<ωmaxPmax,ωr>ωmax]]>

其中，P′_opt為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的參考功率；P_max為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的最大功率；ω₀為切入電角速度；ω₁為進(jìn)入恒定轉(zhuǎn)速區(qū)的電角速度；ω_max為轉(zhuǎn)速的上限參考值；

采用電網(wǎng)的頻率變化率和頻率變化率的增益值，計(jì)算轉(zhuǎn)子側(cè)逆變器處的引入電磁功率，并累加引入電磁功率和參考功率得到轉(zhuǎn)子側(cè)逆變器的總電磁功率；

根據(jù)風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和參考轉(zhuǎn)速，計(jì)算風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速偏差，并采用風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速偏差計(jì)算轉(zhuǎn)子側(cè)逆變器的電磁功率變化量：

ΔP＝K_pΔω+K_i∫Δωdt

其中，K_P為比例增益；K_i為積分增益；Δω為轉(zhuǎn)速偏差信號；

根據(jù)總電磁功率和電磁功率變化量得到槳距角機(jī)構(gòu)的有功功率，并采用槳距角機(jī)構(gòu)的有功功率，計(jì)算槳距角機(jī)構(gòu)的槳距角：

P=12ρAv3CP(λ,β)]]>

Cp(λ,β)=(0.44-0.0167β)sin[π(λ-3)15-0.3β]-0.00184(λ-3)β]]>

其中，ρ為空氣密度；A為風(fēng)電機(jī)組葉片迎風(fēng)掃掠面積；v為風(fēng)速；P為槳距角機(jī)構(gòu)的有功功率；C_p為風(fēng)能利用系數(shù)；β為槳距角；λ為葉尖速比；

根據(jù)所述槳距角，控制風(fēng)電機(jī)組增大捕獲的風(fēng)能向電網(wǎng)注入有功功率。