[发明专利]一种大型风力发电机组的调频方法及装置

说明书

本发明涉及一种大型风力发电机组的调频方法及装置，该调频方法包括：在保留设定备用容量的情况下，确定风力发电机组的功率与桨距角之间的对应关系；风力发电机组在发电运行过程中，判断风力发电机组的实时发电功率是否大于变桨储能启动功率；若大于变桨储能启动功率，按照确定的风力发电机组的功率与桨距角之间的对应关系控制风力发电机组；实时检测电网频率，采用保留的设定备用容量进行电网调频控制。本发明在不增加机组硬件设备的前提下，通过优化风机主控控制策略，采用变桨储能的方式实现风机的容量保留备用，为机组进行有功调频提供了备用功率，增强了风电机组对电网的支撑能力，有利于推广风电机组大面积挂网运行。

技术领域

本发明涉及一种大型风力发电机组的调频方法及装置，属于风力发电技术领域。

背景技术

能源在社会发展中起着重要的推动作用。电力作为清洁高效的能源形式，关乎国计民生。为应对能源危机和环境压力，风能、太阳能等新能源受到越来越广泛的关注。大力发展新能源发电，在改善电网运行经济性、优化电力系统运行方式以及构建环境友好型电力系统等方面均具有重要意义。

现有风电机组主流机型为变速恒频的双馈型风机和直驱型风机，其基本原理是通过变频器技术调节风电机组的输出与电网同步，从而避免了电力系统对风电机组转速的苛刻要求，使风机转速与系统频率解耦。但风电机组追求的是最大发电效率，不提供有功备用，因而无法在系统频率下降时提供类似传统机组的调频功能，而这对于传统发电机组来说是维持系统频率稳定性非常重要的功能。在此情况下，如果缺失的这部分频率调节能力得不到补充，将使系统整体惯性和频率调节能力减弱。因此大型风力发电机组具备有功调频功能，增强对电网的支撑能力，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型风力发电机组的调频方法及装置，用于解决现有风力发电机组不提供有功备用导致电网调频功能无法实现的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大型风力发电机组的调频方法，步骤如下：

在保留设定备用容量的情况下，确定风力发电机组的功率与桨距角之间的对应关系；

风力发电机组在发电运行过程中，判断风力发电机组的实时发电功率是否大于变桨储能启动功率；

若大于变桨储能启动功率，按照确定的风力发电机组的功率与桨距角之间的对应关系控制风力发电机组；

实时检测电网频率，采用保留的设定备用容量进行电网调频控制。

进一步的，还包括在保留设定备用容量的情况下，确定风力发电机组的最小允许桨距角，并采用该最小允许桨距角对风力发电机组的桨距角进行限制。

进一步的，采用查表法或数学多项式拟合来确定所述最小允许桨矩角。

进一步的，根据风力发电机组整机载荷及其仿真测试结果，在保留设定备用容量的情况下，确定风力发电机组的功率与桨距角之间的对应关系。

进一步的，采用保留的设定备用容量进行电网调频控制的过程中，计算电网实时频率相对于工频的波动频率，若波动频率大于调频死区限值，则根据波动频率计算需要风力发电机组需要提供的有功功率支撑值，以有功功率支撑值与风力发电机组当前的实发功率的叠加值为目标对风力发电机组的桨距角和输出发电功率进行调整。

本发明还提供了一种大型风力发电机组的调频装置，包括调频处理器和调频存储器，所述调频处理器用于处理存储在调频存储器中的指令以实现如下方法：

在保留设定备用容量的情况下，确定风力发电机组的功率与桨距角之间的对应关系；

风力发电机组在发电运行过程中，判断风力发电机组的实时发电功率是否大于变桨储能启动功率；

若大于变桨储能启动功率，按照确定的风力发电机组的功率与桨距角之间的对应关系控制风力发电机组；