[发明专利]基于激光雷达测风的风电机组一次调频控制方法及设备

说明书

本发明提出一种基于激光雷达测风的风电机组一次调频控制方法及设备，该方法通过激光雷达提前获取来流风速，对前后时刻不同得风速差形成面积进行累加来判断风速变化情况。根据提前获取得来流风速对有功功率变化速率进行控制。本发明创新地引入激光雷达测风，从而使风电机组利用激光雷达提前获得来流风速信息，相应的调节有功功率变化率，从而更有针对性的使用不同的有功功率变化率，满足一次调频响应的指标要求同时降低由于一次调频需求带来的机组疲劳载荷增加及机组运行状态大幅变化带来的稳定性问题。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达测风的风电机组一次调频控制方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

随着越来越多的风电机组并入电网，由于风力发电随机性、间歇性等特点对电网频率的影响越来越大。因此一次调频功能在风电机组并网友好性的控制策略中越来越受到重视。当电网频率上升时，需要整场的风电机组有功功率降低来支撑电网频率的稳定性。一次调频的实现形式一般为通过测量并网点的频率变化量相应计算有功功率调节值，风电机组接受到此调节值后通过变桨及变流控制来实现机组的有功功率调节。但由于风电机组的有功功率输出随风速变化有随机性，为快速满足一次调频响应指标，风电机组需要快速变化有功功率调节值，因此会导致风电机组的发电状态运行点快速变化，导致机组执行机构及大部件的疲劳载荷有所增加，尤其是变桨动作对塔底载荷影响显著。

现有针对此问题的技术方案包括：为满足一次调频响应指标，设置相应满足指标的有功功率变化率，当一次调频有功功率调节指令下达时即刻按照此变化率调节风电机组的有功功率输出完成一次调频响应。但是，现有技术方案中仅为了满足一次调频响应指标设置唯一有功功率变化率的方式，由于一次调频需求而带来的风电机组的发电状态运行点快速变化，导致机组执行机构及大部件的疲劳载荷有所增加，尤其是变桨动作对塔底载荷影响显著。

发明内容

本发明提供一种基于激光雷达测风的风电机组一次调频控制方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在满足一次调频响应的指标要求同时，降低由于一次调频需求带来的机组疲劳载荷增加及机组运行状态大幅变化带来的稳定性问题。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于激光雷达测风的风电机组一次调频控制方法，包括：

采集连续检测周期内的检测激光雷达100米截面来流风速并进行预处理，得到连续每一检测周期内的检测激光雷达100米截面来流平均风速；

构建调频控制计算模型，将预处理后的连续检测周期内的检测激光雷达100米截面来流平均风速输入调频控制计算模型，输出结果为调频功率控制模式；

接收一次调频装置传输的一次调频指令，基于调频功率控制模式和一次调频指令，判断是否需要进行一次调频。

其中，在对连续检测周期内的检测激光雷达100米截面来流风速进行预处理时，设定风速滤波时间常数，使用滑动平均的方法进行。

其中，在得到连续每一检测周期内的检测激光雷达100米截面来流平均风速的步骤中，包括：

获取前一检测周期内检测激光雷达100米截面来流风速Vlidar_last，去除检测风速中的高频信号使风速输入更平滑，对其进行以风速滤波时间常数Vfilter的滤波处理，得到滤波后的前一采样点激光雷达100米截面来流风速F_Vlidar_last；

获取当前检测周期检测激光雷达100米截面来流风速Vlidar_now，去除检测风速中的高频信号使风速输入更平滑，对其进行以风速滤波时间常数Vfilter的滤波处理，得到滤波后的当前采样点激光雷达100米截面来流风速F_Vlidar_now；

获取后一检测周期内检测激光雷达100米截面来流风速Vlidar_later，去除检测风速中的高频信号使风速输入更平滑，对其进行以风速滤波时间常数Vfilter的滤波处理，得到滤波后的后一采样点激光雷达100米截面来流风速F_Vlidar_later；