[发明专利]一种双馈风力发电机系统的功率给定方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电功率控制技术领域，具体涉及一种双馈风力发电机系统的功率给定方法。

背景技术

双馈型风力发电机系统是风力发电主要形式之一。在双馈型风力发电机系统的功率外环控制中，其功率给定值是一个很关键的参数，直接影响到最大风能追踪控制的效果。当前双馈风力发电机系统的功率给定方法是：首先测试出双馈风力发电机的相关参数，作出转速与功率的最佳关系曲线图，再根据该曲线图得到电机实时转速对应的功率给定量，最终实现双馈型风力发电系统功率闭环控制。该方法给出了最大风能追踪的双馈型风力发电机输出有功功率给定值的方法，但控制比较粗略。其原因是只有单一的功率闭环，而没有转速闭环，当转速波动较大时，系统速度和功率实时匹配的动态性能欠佳，并且抗冲击能力相对较差，系统稳定性相对较低。

发明内容

本发明根据双馈风力发电机的转速与功率最佳关系曲线与运行特点，旨在克服当前单环控制功率给定方法存在的缺陷，提出了一种双馈风力发电机系统的功率给定方法。

为达到上述目的，本发明专利的技术方案如下：

在机组工作的最大风速以下时，由风力机最佳叶尖速比，得到该风速下对应的电机最佳转速作为给定值                                                ，由减去电机转速的反馈值后得到差值，再经过PI调节模块和限幅模块1后，得到有功功率的总损耗，再由风力机输出的功率减去总损耗，得到差值，再经过限幅模块2后，最终得到双馈型风力发电机输出有功功率的给定值。

本发明产生的效果是，在原有的双馈型风力发电机功率给定方法的基础上增加了转速闭环，提升了系统速度与功率实时匹配的动态性能，增强了系统抗冲击能力，提高了系统稳定性。

附图说明

图1为传统的功率给定方法。

图2为本发明的功率给定方法。

图3为本发明的双馈电机风力发电系统功率给定方法控制实例。

具体实施方式

下面结合附图1至附图3对本发明作更详细的描述： 

如图1所示，为传统的功率给定方法。首先测试出双馈风力发电机的相关参数，做出转速与功率的最佳关系曲线模块，再将实测的电机机械角速度作为输入量送入该模块中，经该模块查表后得到与相对应的双馈型风力发电机输出有功功率，作为该模块的输出，即实现了双馈型风力发电机的功率给定。

如图2所示，为本发明的功率给定方法。在机组工作的最大风速以下，由风力机最佳叶尖速比，得到该风速下对应的电机最佳转速，由去双馈发电机系统内的电机转速的反馈值后得到差值，再经过PI调节模块和限幅模块1后，得到有功功率的总损耗，再由风力机输出的功率减去总损耗，得到差值，再经过限幅模块2后，最终得到双馈型风力发电机输出有功功率的给定值。其中是经过和相乘得到的，即， 其中为转矩的给定值。

如图3所示，为本发明的双馈电机风力发电系统功率给定方法控制实例。本发明主要包括功率给定部分1和双馈风力发电机控制系统2两部分组成；其中功率部分1含有、和三个入口端，以及一个出口端；与之对应的双馈风力发电机控制系统2含有一个入口端，以及含有和两个出口端。

上述功率给定部分1的入口端，是由风力机最佳叶尖速比转换得到该风速下对应的电机最佳转速，由减去双馈风力发电机控制系统2内的电机转速的反馈值后得到差值，再经过PI调节模块和限幅模块1后，得到有功功率的总损耗，再由风力机输出的功率减去总损耗，得到差值，再经过限幅模块2后，最终得到双馈型风力发电机输出有功功率的给定值；其中是经过和相乘得到的，即， 其中为转矩的给定值，是由双馈风力发电机控制系统2 出口端得到的。

上述双馈风力发电机控制系统2的有功功率给定值，分两路输出，一路直接给双馈发电机控制系统2，另一路经过无功计算模块得到无功功率给定值；经过这样的过程后分别得到的有功功率的给定值和无功功率给定值，可作为控制系统的有功和无功控制量，用于实现双馈风力发电机控制系统2的有功和无功解耦控制。