[发明专利]基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法

说明书

本发明涉及一种基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法，在现有的桨距角控制模块上，引入了风电厂功率控制器的信号，使得风电机组具备主动响应风电厂功率控制器命令的能力，通过反馈桨距角信号选择配置最优转速功率曲线，从而提高了双馈风机参与电网调频的经济性与稳定性，调整桨距角具有调节能力强、持续时间长等优点，可以使双馈风机较好地参与电网调频。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法。

背景技术

作为并网主流机型的双馈风电机组，其电力电子变换器屏蔽了机组与电网频率之间的耦合关系，导致风机无法提供类似于同步发电机的惯性响应能力与调频能力。因而，高比例风电接入系统势必导致电网惯性降低、调频能力不足等问题，为此，国内外的电网并网导则中均明确指出并网风电机组须提供调频辅助服务。

现有研究更多关注于风电机组的一次调频控制策略，鲜有文献报道风电机组参与二次调频控制策略，减载运行方式下最优转速功率追踪与二次调频有机结合的风机综合控制方案更未见深入研究。因此，合理解决变速风电机组的频率控制问题，在兼顾经济性以及稳定性的前提下使得风电机组具备类似于同步发电机的二次调频能力，将是未来风电调频技术需要进一步深入研究的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法，解决电网惯性降低、调频能力不足等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法，包括以下步骤：

S1、测量电网系统的频率f并根据电网系统的频率f计算风电厂功率控制器下达命令信号ΔP_W；

S2、测量风电机组的电磁功率值P_e并根据电磁功率值P_e和命令信号ΔP_W计算风机响应风电厂控制器的桨距离角增量Δβ_agc；

S3、计算风机的预留桨距角β₀；

S4、测量风机转速ω_r并根据风机转速ω_r计算防止风机转速过高的桨距角增量Δβ_ω；

S5、根据桨距离角增量Δβ_agc、预留桨距角β₀和桨距角增量Δβ_ω计算风机的桨距角β；

S6、将风机转速ω_r分别与切入电角度值ω_A、进入最大功率跟踪区的电角度值ω_B、恒定转速区的电角度值ω_C和进入恒定功率区的电角度值ω_D比较，若ω_B≤ω_r≤ω_C，则进入步骤S7；若ω_A≤ω_r≤ω_B，则进入步骤S8；若ω_C≤ω_r≤ω_D，则进入步骤S9；

S7、风机运行于最大功率跟踪区，根据风机的桨距角β计算电磁功率参考值P_optl并送至转子逆变器；

S8、风机运行于启动区，根据风机的桨距角β计算电磁功率参考值P_opt2并送至转子逆变器；

S9、风机运行于恒转速区，根据风机的桨距角β计算电磁功率参考值P_opt3并送至转子逆变器。

本发明的有益效果是：