[發明專利]一種計及雙饋風機動能吞吐能力的頻率控制方法

在審

• 申請號: 202010608260.2
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111725847A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 楊德健;張雷;張新松;華亮
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種計及雙饋風機動能吞吐能力的頻率控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據風電場與電網公共耦合點的電壓計算系統電網瞬時頻率，當電網瞬時頻率超出設定的死區范圍時,啟動風機的系統頻率控制；若在設定的死區范圍內，繼續工作在最大功率追蹤控制；

S2：根據電網瞬時頻率，計算出系統頻率偏差Δf，并且判斷系統頻率偏差Δf的正負；

S3：根據采集風機的轉子轉速，分別計算系統頻率偏差Δf為正時采用的頻率控制參數AG_OF(ω_r)和系統頻率偏差Δf為負時采用的頻率控制參數AG_UF(ω_r)；

公式(1)中，AG_OF(ω_r)為頻率偏差Δf為正時采用的頻率控制參數，K為頻率控制因子，其用于調整頻率控制效果，ω_r為風機轉子轉速，ω_max為最大轉子轉速；

公式(2)中，AG_UF(ω_r)為頻率偏差Δf為負時采用的頻率控制參數，K為頻率控制因子，其用于調整頻率控制效果，ω_r為風機轉子轉速，ω_min為最小轉子轉速；

S4：根據計算的系統頻率偏差Δf的正負，判斷采用頻率控制參數AG_OF(ω_r)或頻率控制參數AG_UF(ω_r)，獲得系統頻率控制的有功變化量，將有功增量附加到最大功率追蹤控制中計算風機的有功功率輸出值P_ref，具體公式如下所示：

公式(3)中，P_MPPT為最大功率追蹤控制輸出功率，AG_OF(ω_r)為頻率偏差Δf為正時采用的頻率控制參數，AG_UF(ω_r)為頻率偏差Δf為負時采用的頻率控制參數，ω_r為風機轉子轉速。

2.根據權利要求1所述的一種計及雙饋風機動能吞吐能力的頻率控制方法，其特征在于，所述步驟S3的具體步驟如下：

S3.1：采集風機的轉子轉速ω_r，掌握風機的最大轉子轉速ω_max和最小轉子轉速ω_min；

S3.2：根據風機的運行特性，分析風機的存儲能量和釋放能量的潛力；

S3.3：當計算的系統頻率偏差Δf大于零時，考慮風機存儲能量的潛力，采用的頻率控制參數AG_OF(ω_r)與風機存儲能量成正比例關系，其表達式如下：

公式(1)中，AG_OF(ω_r)為頻率偏差Δf為正時采用的頻率控制參數，K為頻率控制因子，其用于調整頻率控制效果，ω_r為風機轉子轉速，ω_max為最大轉子轉速；

當計算的系統頻率偏差Δf小于零時，考慮風機釋放能量的潛力，采用的頻率控制參數AG_UF(ω_r)與風機釋放能量成正比例關系，其表達式如下：

公式(2)中，AG_UF(ω_r)為頻率偏差Δf為負時采用的頻率控制參數，K為頻率控制因子，其用于調整頻率控制效果，ω_r為風機轉子轉速，ω_min為最小轉子轉速。

3.根據權利要求1所述的一種計及雙饋風機動能吞吐能力的頻率控制方法，其特征在于，所述步驟S2中，計算系統頻率偏差Δf后還需要對系統頻率偏差Δf進行濾波處理，根據處理后的系統頻率偏差Δf判斷是否啟動風機的頻率控制。

4.根據權利要求1所述的一種計及雙饋風機動能吞吐能力的頻率控制方法，其特征在于，所述步驟S4中，計算風機的有功功率輸出值P_ref時，為防止風機過負荷及減少機械疲勞，所計算的有功功率輸出值P_ref需要受到最大有功功率限幅和有功功率變化率的限制。