[發明專利]風力發電機組的轉速功率控制方法、變速風力發電機組

在審

• 申請號: 202210503539.3
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114738185A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 周楓;張學藝;彭文國
• 申請（專利權）人: 福氏新能源技術（上海）有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D7/04;F03D9/25
• 代理公司: 南京北辰聯和知識產權代理有限公司 32350
• 代理人: 何美琴

本發明公開了一種風力發電機組的轉速功率控制方法、變速風力發電機組，在速度控制模式中增加用于計算輸出增益值的非線性增益控制模塊，基于增益值調節風機轉速特性，變槳轉速控制器依據該風機轉速特性輸出變槳角度轉速控制值；和/或，在功率控制模式中增加用于分別計算輸出第一增益值和第二增益值的第一非線性增益控制模塊和第二非線性增益控制模塊，基于第一增益值和第二增益值控制調節風機功率特性，變槳功率控制器依據該風機功率特性計算輸出變槳角度功率控制值；本發明使得風力發電機組的轉速實現穩態調節，風力發電機組實現了平穩啟動和并網運行且風力發電機組的功率輸出控制更加平穩可靠。

技術領域

本發明屬于風力發電領域，具體涉及一種風力發電機組的轉速功率控制方法，本發明還涉及了該轉速功率控制方法應用的變速風力發電機組。

背景技術

在風力發電領域中，變槳恒速異步風電機組通常包括帶滑差控制系統的變速風力發電機組。請參見圖1所示，帶滑差控制系統的變速風力發電機組主要包括(繞線轉子)異步發電機a，在工作運行時，異步發電機a的定子端始終保持與電網b連接，而異步發電機a的轉子端，通過滑環將異步發電機a與可變滑差系統c連接。異步發電機a通過轉動啟動槳葉d以達到最佳槳葉角度，并實現對轉子的加速；當異步發電機速度已經達到了同步速度時，通過軟啟動器e控制浪涌沖擊電流實現并網之后，旁路接觸器f接通并對軟啟動器e進行旁路，使得異步發電機a直接并入電網b。

具體來說，帶滑差控制系統的變速風力發電機組的控制分別包括變槳控制和滑差控制，通過將兩個控制協同工作使得變速風力發電機組達到動態最優穩定，變槳控制是基于實現一定風速下的目標轉速作為控制工作點目標進行開環控制，屬于慢速調節控制；而滑差控制是基于風力發電機組處于圍繞在目標轉速附近的動態最優穩定狀態作為控制工作點目標進行閉環控制，屬于快速調節系統。

然而，本申請人發現現有技術采取的控制技術在啟動平穩性方面的表現較差，轉速調節以及功率輸出的波動性較大，這導致了對變速風力發電機組的較大沖擊和載荷。

基于本申請人以及本申請人研發團隊在風力發電控制領域的長期專注研究，決定對此進行立項研發，希望尋求技術方案來解決以上技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種風力發電機組的轉速功率控制方法、變速風力發電機組，使得風力發電機組的轉速實現穩態調節，風力發電機組實現了平穩啟動和并網運行且風力發電機組的功率輸出控制更加平穩可靠。

為此，本發明采用的技術方案如下：

一種風力發電機組的轉速功率控制方法，包括速度控制模式和功率控制模式；當風力發電機組啟動后，進入速度控制模式；當風力發電機組并網后，切換進入功率控制模式，其中，在所述速度控制模式中增加用于計算輸出增益值的非線性增益控制模塊，基于所述增益值控制調節風機轉速特性，變槳轉速控制器依據該風機轉速特性計算輸出變槳角度轉速控制值，使得風力發電機組的實際轉速在其目標并網轉速給定值或其附近穩定工作。

一種風力發電機組的轉速功率控制方法，包括速度控制模式和功率控制模式；當風力發電機組啟動后，進入速度控制模式；當風力發電機組并網后，切換進入功率控制模式，其中，在所述功率控制模式中增加用于分別計算輸出第一增益值和第二增益值的第一非線性增益控制模塊和第二非線性增益控制模塊，基于所述第一增益值和第二增益值控制調節風機功率特性，變槳功率控制器依據該風機功率特性計算輸出變槳角度功率控制值，使得風力發電機組的功率輸出控制更加平穩可靠。