[发明专利]一种风电场有功功率的控制方法和装置

权利要求书

1.一种风电场有功功率的控制方法，其特征在于，包括：

获取风电场当前时刻的风速、当前时刻的有功功率以及上一时刻的有功功率，并根据当前时刻的有功功率以及上一时刻的有功功率确定风电场的有功功率变化量；

同时判断风电场当前时刻的风速是否超过额定风速以及风电场的有功功率变化量是否大于30％，若风电场当前时刻的风速超过额定风速且风电场的有功功率变化量大于30％，启动风机启停控制和桨距角控制；若风电场当前时刻的风速超过额定风速且风电场的有功功率变化量小于等于30％，启动桨距角控制；若风电场当前时刻的风速未超过额定风速且风电场的有功功率变化量大于30％，启动风机启停控制；若风电场当前时刻的风速未超过额定风速且风电场的有功功率变化量小于等于30％，启动转矩控制和桨距角控制；

所述桨距角控制包括：

按下式计算单台风机当前时刻的有功功率：

其中，P_mref表示单台风机当前时刻的参考有功功率，P_ref表示风电场当前时刻的有功功率，N表示风电场中风机台数；

根据P_mref按下式计算单台风机的参考有功功率变化量：

ΔP_mref＝P_mref-P_m′_ref

其中，ΔP_mref表示单台风机的参考有功功率变化量，P_m′_ref表示单台风机上一时刻的参考有功功率；

设风机的额定容量为P_N，风电场当前时刻的风速为V，切入风速为V_ref1，额定风速为V_ref2，将V与V_ref1和V_ref2进行比较，若V_ref1≤V≤V_ref2且ΔP_mref≤10％P_N，桨距角保持不变；若V_ref1≤V≤V_ref2且10％P_N＜ΔP_mref≤30％P_N或V＞V_ref2，按下式更新风机的桨距角：

其中，β表示桨距角，k_w、k_pp1、k_pp2、k_pi1、k_pi2均为比例系数，P_m表示单台风机的实际有功功率，ω为风机的实际转速，ω_ref表示风机的参考转速，Y为中间状态变量，且Y＝∫k_pi1(P_mref-P_m)+k_pi2(ω_ref³-ω³)dt；

所述转矩控制包括：

按下式计算转子的参考转矩：

其中，T_e^*表示转子的参考转矩；

根据T_e^*按下式计算转子的d轴参考电流：

其中，表示转子的d轴参考电流，N_Pair表示风机的极对数，L_m表示励磁电感，ω_s表示同步转速，L_s表示定子自感，v_ds表示定子的d轴电压；

根据i_dr^*按下式计算转子的d轴参考电压：

其中，表示转子的d轴参考电压，k_t表示比例系数，S₀表示积分速度系数，i_dr表示转子的d轴实际电流；

对进行dq-abc坐标系变换，得到转子的三相参考电压，并对转子的三相参考电压进行PWM调制，使得转子侧变频器输出脉冲信号，所述脉冲信号驱动二极管的导通和关断，使转子的实际电压达到

对定子采用定向控制，并根据转子的实际电压计算转子的有功功率：

其中，P_r表示转子的有功功率，u_dr表示转子的d轴实际电压，i_dr表示转子的d轴实际电流。