[发明专利]对风力发电机组的输出功率进行控制的方法和设备

说明书

提供一种对风力发电机组的输出功率进行控制的方法和设备。所述方法包括：预测风力发电机组的转速；基于预测的转速，确定调频剩余时间，其中，调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出调频功率的时间；根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。

技术领域

本发明涉及风力发电领域。更具体地讲，涉及一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率进行控制的方法和设备。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到重视，风力发电机组的装机量也不断增加。风力发电机组能够风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电能。在风力发电机组的一次调频过程中，需要提升风力发电机组的输出功率并持续规定的时间。一次调频结束后，风力发电机组需要将一次调频期间的释放的转子动能恢复到原有水平，需要重新存储转子动能，这会导致功率的下降。如果在一次调频期间，风速突然下降，就意味着需要释放更多的转子动能去提升输出功率以保证规定的持续时间，这可能导致风力发电机组在结束一次调频后的恢复期间内的输出功率大幅下降。

发明内容

本发明提供一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率进行控制的方法和设备，可以避免风力发电机组在结束一次调频后的恢复期间出现问题。

本发明的一方面提供一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率进行控制的方法，所述方法包括：预测风力发电机组的转速；基于预测的转速，确定调频剩余时间，其中，调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出作为输出功率的用于一次调频的调频功率的时间；根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。

可选地，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的步骤包括：在调频剩余时间降为预定值之前，停止对输出功率的提升。

可选地，预测风力发电机组的转速的步骤包括：迭代地使用当前时刻的风力发电机组的转速和当前时刻的调频功率来预测下一时刻的风力发电机组的下一转速，当前时刻与下一时刻相隔预定时间步长，确定调频剩余时间的步骤包括：每次预测出转速时确定预测出的转速是否满足预定条件；当任意一预测出的转速满足预定条件时，确定已经经过的预定时间步长的数量；计算所述数量与预定时间步长的乘积作为调频剩余时间。

可选地，根据当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩、与当前时刻的调频功率有关的当前时刻的电机电磁转矩、预定时间步长、转子转动惯量来预测预定时间步长后的下一转速。

可选地，在预测第一预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的风力发电机组的气动机械转矩以及当前时刻的风力发电机组的电机电磁转矩为实测值，在预测第n预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩以及当前时刻的电机电磁转基于预测的第n-1预定时间步长后的转速获得，其中，n为大于1的自然数。

可选地，预测的预定时间步长后的下一转速为：当前时刻的气动机械转矩与当前时刻的电机电磁转矩之差被预定时间步长与转子转动惯量之比加权后的结果与当前时刻的转速的和。

可选地，所述预定条件为：基于所述任意一预测出的转速确定的风力发电机组的气动机械转矩大于被预定因子加权后的最低输出功率与所述任意一预测出的转速之比，其中，最低输出功率为风力发电机组在一次调频后的恢复过程所允许的最小的输出功率。

可选地，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的步骤包括：调整调频功率，使得确定的调频剩余时间尽可能接近一次调频要求的剩余调频时间。

可选地，以预定时间间隔周期性地调整调频功率。