[发明专利]风电场有功功率优化分配控制方法

权利要求书

1.一种风电场有功功率优化分配控制方法，其特征在于：机组疲劳载荷灵敏度模型包括因低速轴扭转引起的低速轴扭矩疲劳载荷灵敏度模型、以及因塔架偏转引起的塔筒弯矩疲劳载荷灵敏度模型；

基于机组疲劳载荷灵敏度模型的风电场有功功率优化分配目标函数如下式表示，

式中，P_i为第i号机组发出的电功率，η为疲劳载荷权重因子，旨在调节功率偏差与疲劳载荷在优化过程中的权重；ξ为机组塔筒弯矩疲劳载荷加权因子以调节两种疲劳载荷在优化过程中的权重；为第i号机组参考功率，为第i号机组的塔筒推力，第i号机组的低速轴扭矩；

所述低速轴扭矩疲劳载荷灵敏度模型如下式所示，

式中，为第i号机组低速轴扭矩波动，第i号机组风机功率参考值波动，和为第i号机组低速轴扭矩疲劳载荷灵敏度的计算参数；

所述塔筒弯矩疲劳载荷灵敏度模型如下式所示，

式中，ΔF_tⁱ为第i号机组推力波动，第i号机组风机功率参考值波动，和为第i号机组塔筒弯矩疲劳载荷灵敏度的计算参数。

2.根据权利要求1所述的风电场有功功率优化分配控制方法，其特征在于：所述第i号机组低速轴扭矩疲劳载荷灵敏度的计算参数如下式所示，

式中，x(k)为状态空间方程离散表达式，x(k)＝[Δω_r(k),Δω_g(k),Δω_f(k),Δβ(k)]^T，Δω_r(k)为k时刻转子转速的波动，Δω_g(k)为k时刻发电机转速的波动，Δω_f(k)为k时刻发电机滤波转速的波动，Δβ(k)为k时刻桨距角参考值的波动，J_r为机组转子转动惯量，J_g为发电机转动惯量，t_s为采样时间，J_t为转子转动惯量和转动惯量合并的等效惯量，M_rot为空气动力扭矩，ω_r为风轮转速，ω_{g_rated}为发电机额定转速，A为系数矩阵，a_jh为系数表达式，B为主轴粘性摩擦系数，η_g为齿轮箱速比，为机组参考功率，ω_g0为当前时刻测量的发电机转速，β为桨距角参考值，Δv_rot转子处风速变化量，M_rot0为当前时刻的转子转矩，k_i为变桨控制的积分增益，M_g为机组发电机转矩，ω_f0为发电机滤波转速，v_rot为转子处风速；ω_g-rated为发电机额定转速；k_p为比例增益系数；τ_f为发电机转速滤波时间常数。

3.根据权利要求2所述的风电场有功功率优化分配控制方法，其特征在于：所述第i号机组塔筒弯矩疲劳载荷灵敏度的计算参数如下述所示，

式中，F_t为机组的塔筒推力，ω_g为发电机转速，β为桨距角参考值，v_rot为转子处风速。