[发明专利]一种双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统

权利要求书

1.一种双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统，其特征在于，所述双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统包括：

转子转速控制模块，当系统中有功功率发生缺额，通过在DFIG转子侧的功率控制环节使风机进行频率响应；并根据电网需求调节有功出力，参与电网一次调频；

模拟惯量控制模块，使DFIG风电机组模拟同步发电机组的特性并运行，产生和同步发电机相同的惯量效应；

下垂控制模块，模拟同步发电机的一次调频的功率频率静态调节特性，将正比于频率偏差的有功功率变化值增加到原有的有功功率参考值，调节风机出力；

转速保护及功率判定模块，用于避免DFIG过度调频导致转子转速低于最小值ω_min和避免参与调频的功率P_f’超过风机所提供的备用功率ΔP；

桨距角控制模块，使风机在风速高时仍具有备用功率，通过桨距角改变风机有功出力；当系统有功不足时减小桨距角使风机增大有功出力；当系统有功较多时增大桨距角降低风机有功出力。

2.如权利要求1所述的双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统，其特征在于，所述转子转速控制模块P_eref为跟踪减载曲线得到的功率信号。

3.如权利要求1所述的双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统，其特征在于，所述模拟惯量控制模块f_meas为系统的测量频率，风电机组的电磁功率满足：

式中，P_eref为风机在减载运行方式下的有功功率。

4.如权利要求1所述的双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统，其特征在于，所述下垂控制模块电网额定频率为f_ref，测得的电网频率为f_meas，利用下垂控制得到的有功参考信号P_f2表示为：

P_f2＝K₂(f_meas-f_ref)；

式中，K₂为下垂控制的功率调节系数。

5.如权利要求1所述的双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统，其特征在于，所述模拟惯量控制模块所得有功功率信号P_f1与下垂控制所得有功功率信号P_f2的总功率作为整个辅助频率控制系统额外增加的总功率参考值为：

P_f’＝P_f1+P_f2。

6.如权利要求1所述的双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统，其特征在于，所述桨距角控制模块的桨距角变化量表示为：

Δβ＝K₃Δf＝K₃(f_meas-f_ref)；

式中，K₃为桨距角控制的比例系数。

7.如权利要求1所述的双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统，其特征在于，所述转速保护及功率判定模块控制策略为：

8.如权利要求1所述的双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统，其特征在于，所述双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统：综合控制模块，用于通过转子转速控制模块、模拟惯量控制模块、下垂控制模块、转速保护及功率判定模块、桨距角控制模块的协调作用，使变频恒速双馈异步风力发电机能够像同步发电机一样。

9.一种应用权利要求1～8任意一项所述双馈风力发电机参与电网一次调频的综合控制系统的风力发电机。