[发明专利]一种风力发电系统供电控制方法

权利要求书

1.一种风力发电系统供电控制方法，所述风力发电系统包括风轮机，其特征在于，包括如下步骤：

(1)检测风力发电系统供电端的第一电流I_o和第一电压V_o；

(2)检测风力发电系统的风轮机输出的第二电流I_i；

(3)建立供电线路的等值模型，将步骤(1)和步骤(2)中检测的电流、电压输入到所述等值模型中，计算第一电压V_o和第一电流I_o之间的第一相位相角θ_o以及供电端的第一频率f；

(4)计算所述第一相位与预设相位的相位差值以及第一频率与预设频率的频率差值，根据所述相位差值和频率差值调整风力发电系统风轮机的输出电压和相位相角；所述步骤(4)中根据所述相位差值和频率差值调整风力发电系统风轮机的输出的电压和相位相角具体包括：根据所述频率差值调整风轮机的风叶倾斜角度、接触风的面积、转速以控制风轮机输出的电流并控制风轮机输出的频率；根据所述相位差值调整锁相模块；通过调整风轮机的运行以及输出电流电压时序控制所述输出电压和相位相角；所述供电端连接电网，所述电网与所述风轮机之间通过线缆连接；所述等值模型包括风轮机模型、发电机以及线缆模型；所述第一相位相角θ_o通过如下方式计算：

V_icosδ_i-RI_ocosθ_o+XI_osinθ_o＝V_o

V_isinδ_i-XI_ocosθ_o-RI_osinθ_o＝0

I_o＝min(Io1，Io2)

其中，δ_i为V_i和V_o之间的相角差，θ_o为I_o和V_o之间的相角差，θ_m为测量的第一电流I_o的相位角，R为风轮机到电网之间的电阻，X为风轮机到电网之间的电抗，风轮机到电网之间的阻抗满足：Z＝R+jX，V_i为风轮机输出电压。

2.如权利要求1所述的风力发电系统供电控制方法，其特征在于：所述相位差值、频率差值分别为：

Δθ＝|θ_o-θ_t|

Δf＝|f-50|

其中，θ_t为控制并网时设定的电流和电压之间的相位，当Δθ大于5度时，且当Δf大于1时，则相应调整锁相环模块，风轮机的风叶倾斜角度、接触风的面积、转速；当Δθ小于5度时，且当Δf大于1时，则调整风轮机的风叶倾斜角度、接触风的面积、转速；当Δθ大于5度时，且当Δf小于1时，则相应调整锁相环模块。

3.如权利要求2所述的风力发电系统供电控制方法，其特征在于：所述风轮机输出电压V_i通过如下方式控制：

其中，ef为风轮机发电效率，∈为风轮机最大速度的比率，β为风叶倾斜角度，ρ为空气密度，S为风轮机叶片接触风的面积，W_speed为风速，ω为风轮机旋转速度，R’为风轮机叶片半径。

4.如权利要求3所述的风力发电系统供电控制方法，其特征在于：根据所述θ_t确定给定的风轮机转速ω^*，将风轮机当前转速ω与ω^*取差值后通过PI控制器求取电流偏差值，根据所述电流偏差值调整所述风轮机风叶倾斜角度β，使风轮机的输出电压V_i跟踪电网需求电压，输出相位跟踪所述相位θ_t。