[發明專利]一種風力發電系統供電控制方法

有效

• 申請號: 201711491792.7
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108092578B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李占蘭;劉清睿
• 申請（專利權）人: 大連嘉運電子科技有限公司
• 主分類號: H02P9/04
• 分類號: H02P9/04;H02P101/15
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司 50125
• 代理人: 沈紅星

1.一種風力發電系統供電控制方法，所述風力發電系統包括風輪機，其特征在于，包括如下步驟：

(1)檢測風力發電系統供電端的第一電流I_o和第一電壓V_o；

(2)檢測風力發電系統的風輪機輸出的第二電流I_i；

(3)建立供電線路的等值模型，將步驟(1)和步驟(2)中檢測的電流、電壓輸入到所述等值模型中，計算第一電壓V_o和第一電流I_o之間的第一相位相角θ_o以及供電端的第一頻率f；

(4)計算所述第一相位與預設相位的相位差值以及第一頻率與預設頻率的頻率差值，根據所述相位差值和頻率差值調整風力發電系統風輪機的輸出電壓和相位相角；所述步驟(4)中根據所述相位差值和頻率差值調整風力發電系統風輪機的輸出的電壓和相位相角具體包括：根據所述頻率差值調整風輪機的風葉傾斜角度、接觸風的面積、轉速以控制風輪機輸出的電流并控制風輪機輸出的頻率；根據所述相位差值調整鎖相模塊；通過調整風輪機的運行以及輸出電流電壓時序控制所述輸出電壓和相位相角；所述供電端連接電網，所述電網與所述風輪機之間通過線纜連接；所述等值模型包括風輪機模型、發電機以及線纜模型；所述第一相位相角θ_o通過如下方式計算：

V_icosδ_i-RI_ocosθ_o+XI_osinθ_o＝V_o

V_isinδ_i-XI_ocosθ_o-RI_osinθ_o＝0

I_o＝min(Io1，Io2)

其中，δ_i為V_i和V_o之間的相角差，θ_o為I_o和V_o之間的相角差，θ_m為測量的第一電流I_o的相位角，R為風輪機到電網之間的電阻，X為風輪機到電網之間的電抗，風輪機到電網之間的阻抗滿足：Z＝R+jX，V_i為風輪機輸出電壓。

2.如權利要求1所述的風力發電系統供電控制方法，其特征在于：所述相位差值、頻率差值分別為：

Δθ＝|θ_o-θ_t|

Δf＝|f-50|

其中，θ_t為控制并網時設定的電流和電壓之間的相位，當Δθ大于5度時，且當Δf大于1時，則相應調整鎖相環模塊，風輪機的風葉傾斜角度、接觸風的面積、轉速；當Δθ小于5度時，且當Δf大于1時，則調整風輪機的風葉傾斜角度、接觸風的面積、轉速；當Δθ大于5度時，且當Δf小于1時，則相應調整鎖相環模塊。

3.如權利要求2所述的風力發電系統供電控制方法，其特征在于：所述風輪機輸出電壓V_i通過如下方式控制：

其中，ef為風輪機發電效率，∈為風輪機最大速度的比率，β為風葉傾斜角度，ρ為空氣密度，S為風輪機葉片接觸風的面積，W_speed為風速，ω為風輪機旋轉速度，R’為風輪機葉片半徑。

4.如權利要求3所述的風力發電系統供電控制方法，其特征在于：根據所述θ_t確定給定的風輪機轉速ω^*，將風輪機當前轉速ω與ω^*取差值后通過PI控制器求取電流偏差值，根據所述電流偏差值調整所述風輪機風葉傾斜角度β，使風輪機的輸出電壓V_i跟蹤電網需求電壓，輸出相位跟蹤所述相位θ_t。