[發明專利]風電場有功功率優化分配控制方法

有效

• 申請號: 202011093282.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112234616B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 陳虎;王仕林;劉龍輝;孫魯康
• 申請（專利權）人: 青島百恒新能源技術有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/48
• 代理公司: 青島匯智海納知識產權代理有限公司 37335
• 代理人: 陳磊

1.一種風電場有功功率優化分配控制方法，其特征在于：機組疲勞載荷靈敏度模型包括因低速軸扭轉引起的低速軸扭矩疲勞載荷靈敏度模型、以及因塔架偏轉引起的塔筒彎矩疲勞載荷靈敏度模型；

基于機組疲勞載荷靈敏度模型的風電場有功功率優化分配目標函數如下式表示，

式中，P_i為第i號機組發出的電功率，η為疲勞載荷權重因子，旨在調節功率偏差與疲勞載荷在優化過程中的權重；ξ為機組塔筒彎矩疲勞載荷加權因子以調節兩種疲勞載荷在優化過程中的權重；為第i號機組參考功率，為第i號機組的塔筒推力，第i號機組的低速軸扭矩；

所述低速軸扭矩疲勞載荷靈敏度模型如下式所示，

式中，為第i號機組低速軸扭矩波動，第i號機組風機功率參考值波動，和為第i號機組低速軸扭矩疲勞載荷靈敏度的計算參數；

所述塔筒彎矩疲勞載荷靈敏度模型如下式所示，

式中，ΔF_tⁱ為第i號機組推力波動，第i號機組風機功率參考值波動，和為第i號機組塔筒彎矩疲勞載荷靈敏度的計算參數。

2.根據權利要求1所述的風電場有功功率優化分配控制方法，其特征在于：所述第i號機組低速軸扭矩疲勞載荷靈敏度的計算參數如下式所示，

式中，x(k)為狀態空間方程離散表達式，x(k)＝[Δω_r(k),Δω_g(k),Δω_f(k),Δβ(k)]^T，Δω_r(k)為k時刻轉子轉速的波動，Δω_g(k)為k時刻發電機轉速的波動，Δω_f(k)為k時刻發電機濾波轉速的波動，Δβ(k)為k時刻槳距角參考值的波動，J_r為機組轉子轉動慣量，J_g為發電機轉動慣量，t_s為采樣時間，J_t為轉子轉動慣量和轉動慣量合并的等效慣量，M_rot為空氣動力扭矩，ω_r為風輪轉速，ω_{g_rated}為發電機額定轉速，A為系數矩陣，a_jh為系數表達式，B為主軸粘性摩擦系數，η_g為齒輪箱速比，為機組參考功率，ω_g0為當前時刻測量的發電機轉速，β為槳距角參考值，Δv_rot轉子處風速變化量，M_rot0為當前時刻的轉子轉矩，k_i為變槳控制的積分增益，M_g為機組發電機轉矩，ω_f0為發電機濾波轉速，v_rot為轉子處風速；ω_g-rated為發電機額定轉速；k_p為比例增益系數；τ_f為發電機轉速濾波時間常數。

3.根據權利要求2所述的風電場有功功率優化分配控制方法，其特征在于：所述第i號機組塔筒彎矩疲勞載荷靈敏度的計算參數如下述所示，

式中，F_t為機組的塔筒推力，ω_g為發電機轉速，β為槳距角參考值，v_rot為轉子處風速。