[發明專利]一種基于滑差對變速風力發電機組功率的控制方法

在審

• 申請號: 202210503546.3
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114738187A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 陳曉東;孫耀平;呼木吉樂圖;石志強;郭韶昕;趙潔;陳祥;馮勇;李潤偉;董燕偉;李威;李文杰
• 申請（專利權）人: 內蒙古京能烏蘭伊力更風力發電有限責任公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D7/02;H02J3/38
• 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

本發明公開了一種基于滑差對變速風力發電機組功率的控制方法，風力發電機組的主控制器創建滑差控制曲線，滑差控制器基于該滑差控制曲線實現對所述風力發電機組的功率控制，其中，通過所述滑差控制曲線確定所述風力發電機組的轉速與其功率的二維坐標對應關系；本發明可以提高風力發電機組對于轉速穩定調節以及功率平穩輸出的控制效果，同時通過該滑差限功率控制對滑差控制曲線進行自動動態調整，滿足了對風力發電機組的限功率控制要求。

技術領域

本發明屬于風力發電領域，具體涉及一種基于滑差對變速風力發電機組功率的控制方法。

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，由于現有技術所采用的滑差控制通常是基于預先設定滑差控制曲線，無法實現自動動態調整效果，在實際應用角度，這會導致風力發電機組無法實現限功率運行控制，這也造成滑差控制方案受到較多應用限制。

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，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基于滑差對變速風力發電機組功率的控制方法，可以提高風力發電機組對于轉速穩定調節以及功率平穩輸出的控制效果，同時通過該滑差限功率控制對滑差控制曲線進行自動動態調整，滿足了對風力發電機組的限功率控制要求。

為此，本發明采用的技術方案如下：

一種基于滑差對變速風力發電機組功率的控制方法，風力發電機組的主控制器創建滑差控制曲線，滑差控制器基于該滑差控制曲線實現對所述風力發電機組的功率控制，其中，通過所述滑差控制曲線確定所述風力發電機組的轉速與其功率的二維坐標對應關系。

優選地，所述主控制器通過通訊方式向所述滑差控制器發送滑差控制曲線信號。

優選地，所述主控制器以所述風力發電機組的功率平穩輸出作為控制目標來創建所述滑差控制曲線。

優選地，所述滑差控制曲線引入了滑差限功率控制，通過該滑差限功率控制對所述滑差控制曲線進行自動動態調整，滿足對所述風力發電機組的限功率控制要求。

優選地，所述滑差限功率控制包括:在所述滑差控制曲線中，分別確定最小轉速范圍對應的至少1個功率常數坐標點以及最大轉速范圍對應的至少1個功率常數坐標點；同時基于限功率控制的目標，確定分別過坐標零點且其斜率依次增大的第一直線、第二直線和第三直線、以及與所述第一直線相交的第四直線、與所述第二直線相交的第五直線，所述第四直線的斜率大于所述第三直線的斜率且小于所述第五直線的斜率；對各功率常數坐標點、第一直線與第四直線的相交點、第四直線與第五直線的相交點，以及第二直線與第五直線的相交點進行線性擬合，得到經滑差限功率控制的滑差控制曲線。

優選地，所述最大轉速范圍對應的功率常數坐標點位于所述第五直線上。

優選地，最小轉速范圍分別對應的第一功率常數坐標點和第二功率常數坐標點，最大轉速范圍對應第三功率常數坐標點。