[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711462490.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109973302B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖碩文;王峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F03D7/00
• 分類號(hào): F03D7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 高燕;王兆賡

提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和裝置，所述限功率控制方法包括：當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際輸出功率小于第一限功率值時(shí)，確定用于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值變化的調(diào)節(jié)控制方式；在各個(gè)調(diào)節(jié)階段采用相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制方式控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值變化，以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值從第一限功率值下降至第二限功率值，其中，第一限功率值大于第二限功率值。采用本發(fā)明示例性實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和裝置，能夠針對(duì)由于風(fēng)速太低，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際輸出功率達(dá)不到第一限功率值的情況，分階段對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效縮短了限功率設(shè)定值從第一限功率值下降到第二限功率值所需經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體說(shuō)來(lái)涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和裝置。

背景技術(shù)

由于風(fēng)力發(fā)電具有易變性及隨機(jī)性等特點(diǎn)，大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)對(duì)區(qū)域電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響日益顯著，對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的調(diào)峰能力、電壓控制以及電能質(zhì)量提出了較大挑戰(zhàn)。相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、各發(fā)電企業(yè)和區(qū)域電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率調(diào)節(jié)能力做出了嚴(yán)格要求，這等同于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的有功功率調(diào)節(jié)能力有了更高的需求。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接收來(lái)自風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制系統(tǒng)的有功功率設(shè)定值，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)對(duì)有功功率設(shè)定一般采用斜率控制，即，從上一個(gè)功率設(shè)定值平滑地過渡到當(dāng)前功率設(shè)定值，以防止功率設(shè)定值的跳變引起快速變槳響應(yīng)和扭矩響應(yīng)，造成極大的載荷。

目前，提高有功功率調(diào)節(jié)能力的方法有很多，最常用的方法是增大斜率(如圖1所示)。然而隨著葉片越來(lái)越長(zhǎng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量越來(lái)越大，增大斜率意味著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)轉(zhuǎn)速與扭矩的跟蹤、變槳調(diào)節(jié)能力提出了更高的要求，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷上升。因此，這種有功功率調(diào)節(jié)方式對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組優(yōu)化空間有限，且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鞣ㄊ切枰獙?duì)每一種機(jī)型進(jìn)行仿真驗(yàn)證評(píng)估，對(duì)于新設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，斜率增大有可能導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例性實(shí)施例的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和裝置，能夠針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際輸出功率小于限功率值的情況，分階段對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)，即能夠有效縮短限功率設(shè)定值的調(diào)節(jié)時(shí)長(zhǎng)，還能減小在限功率設(shè)定值調(diào)節(jié)過程中對(duì)變槳和扭矩的影響。

根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，所述限功率控制方法包括：當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際輸出功率小于第一限功率值時(shí)，確定用于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值變化的調(diào)節(jié)控制方式；在各個(gè)調(diào)節(jié)階段采用相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制方式控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值變化，以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值從第一限功率值下降至第二限功率值，其中，第一限功率值大于第二限功率值。

可選地，調(diào)節(jié)控制方式可包括第一調(diào)節(jié)控制方式和第二調(diào)節(jié)控制方式，其中，在第一調(diào)節(jié)階段以第一調(diào)節(jié)控制方式控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值變化，并在第二調(diào)節(jié)階段以第二調(diào)節(jié)控制方式控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值變化，其中，第一調(diào)節(jié)階段可位于第二調(diào)節(jié)階段之前。

可選地，在第一調(diào)節(jié)階段以第一調(diào)節(jié)控制方式控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值變化的步驟可包括：確定與每個(gè)運(yùn)算周期對(duì)應(yīng)的第一功率變化量；控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率設(shè)定值從第一限功率值開始在每個(gè)運(yùn)算周期內(nèi)下降與每個(gè)運(yùn)算周期對(duì)應(yīng)的第一功率變化量，直至第一功率變化量小于第一設(shè)定值，其中，將第一功率變化量小于第一設(shè)定值的時(shí)間點(diǎn)確定為第一調(diào)節(jié)階段的結(jié)束時(shí)刻。

可選地，與任一運(yùn)算周期對(duì)應(yīng)的第一功率變化量可為所述任一運(yùn)算周期的初始限功率設(shè)定值與所述任一運(yùn)算周期的輸出限功率設(shè)定值之差，其中，所述任一運(yùn)算周期的輸出限功率設(shè)定值可通過所述任一運(yùn)算周期的初始限功率設(shè)定值、所述任一運(yùn)算周期對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)功率給定值和功率調(diào)節(jié)系數(shù)被確定。