[發明專利]一種風電場減載調頻控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202210116794.2
• 申請日: 2022-02-07
• 公開（公告）號: CN114498774A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王方政;陳磊;孫勇;奧博宇;劉瑞闊;閔勇;吳云翼;徐飛;武文;賈天下;周旭艷;張亞平
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司;清華大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 陳新生

1.一種風電場減載調頻控制方法，其特征在于，包括：

獲得風機調頻對應的運行特性參數；所述運行特性參數包含風機物理特性參數、風機狀態特性參數以及風機控制策略參數；

根據預設的聚合等值規則將所述運行特性參數進行聚合，確定相應的等效參數；并基于所述等效參數確定風電場調頻等效聚合模型；

在風機減載運行情況下發生頻率擾動時，基于所述風電場調頻等效聚合模型和預設的PI控制策略對風機的槳距角進行調節，使得所述槳距角跟蹤風機的轉速下降幅度進行變化，以實現通過調節所述槳距角來對應補充頻率擾動調頻控制增加的額外輸出功率；所述槳距角變化釋放的預留功率等于頻率擾動調頻控制增加的額外輸出功率。

2.根據權利要求1所述的風電場減載調頻控制方法，其特征在于，所述根據預設的聚合等值規則將所述運行特性參數進行聚合，確定相應的等效參數，具體包括：

根據物理參數聚合等值規則將所述風機物理特性參數進行聚合，確定所述風機物理特性參數的等效參數；以及，

根據狀態參數聚合等值規則將所述風機狀態特性參數進行聚合，確定所述風機狀態特性參數的等效參數；以及，

根據控制參數聚合等值規則將所述風機控制策略參數進行聚合，確定所述風機控制策略參數的等效參數。

3.根據權利要求2所述的風電場減載調頻控制方法，其特征在于，所述風機物理特性參數包括風機輸出功率、風機轉速以及風機初始槳距角；相應的，所述風機物理特性參數的等效參數包括等值機的等效輸出功率、等值機的等效轉速及等值機的等效初始槳距角；

所述風機狀態特性參數包括風機齒輪箱轉速比、風機掃風面積以及風機轉動慣量；相應的，所述風機狀態特性參數的等效參數包括等值機的等效齒輪箱轉速比、等值機的等效掃風面積以及等值機的等效轉動慣量；

所述風機控制策略參數包括風機中PI控制器的比例參數和積分參數、風機的調頻功率信號中的下垂驅動參數；相應的，所述風機狀態特性參數的等效參數包括等值機中PI控制器的等效比例參數和等效積分參數、等值機的調頻功率信號中的等效下垂驅動參數。

4.根據權利要求1所述的風電場減載調頻控制方法，其特征在于，在風機減載運行情況下發生頻率擾動時，基于所述風電場調頻等效聚合模型和預設的PI控制策略對風機的槳距角進行調節，使得所述槳距角跟蹤風機的轉速下降幅度進行變化，以實現通過調節所述槳距角來對應補充頻率擾動調頻控制增加的額外輸出功率，具體包括：

在風機減載運行情況下發生頻率擾動時，風機在原始輸出功率控制基礎上增加頻率下垂驅動控制的額外輸出功率，得到總的輸出功率；所述總的輸出功率大于所述原始輸出功率；

基于風機運行參數和預設風功率捕獲模型，確定相應的機械功率；

基于所述總的輸出功率、所述機械功率以及風機轉子運動模型，確定下降后的風機轉速；其中，所述風機轉速服從所述風機轉子運動模型，當所述總的輸出功率增加時使得所述風機轉速相應下降；所述總的輸出功率大于所述機械功率；

基于所述下降后的風機轉速和原始風機轉速的差值確定所述槳距角對應的變化值，基于所述風電場調頻等效聚合模型和預設的PI控制策略并按照所述槳距角對應的變化值對風機的槳距角進行調節，使得所述機械功率隨著所述槳距角的下降進行增加，以實現通過調節所述槳距角來對應補充頻率擾動調頻控制增加的額外輸出功率，完成風電場一次調頻控制。

5.根據權利要求1所述的風電場減載調頻控制方法，其特征在于，所述風電場調頻等效聚合模型中包含所述風機物理特性參數的等效參數、所述風機狀態特性參數的等效參數以及所述風機狀態特性參數的等效參數。