[发明专利]变速风力发电机组一次调频控制的方法及装置

说明书

本公开提出一种变速风力发电机组一次调频控制的方法及装置，该方法包括检测电网频率，获得电网频率对应的有功功率；检测风速和风力发电机组的叶轮转速，并获取叶轮半径、空气密度和齿轮箱速比，进而得到风能吸收系数、风力发电机组的最优增益和风速对应的最大功率；基于有功功率、最大功率和最优增益获得调频增益；基于调频增益得到调频转矩指令，基于调频转矩指令对变速风力发电机组进行一次调频。根据本公开的方法能够解决未配备变桨执行机构的风力发电机组的无法响应调频功率的问题。

技术领域

本公开涉及风力发电领域，尤其涉及一种变速风力发电机组一次调频控制的方法及装置。

背景技术

传统同步发电机频率相对可控，而风电呈现供应侧随机波动特性。变速恒频风电机组通过back-back变换器并网输电，发电机与电网系统解耦，无法抑制系统频率变化。高比例可再生能源接入、高比例电力电子设备应用使电力系统呈现低惯量、弱阻尼。电力电子化的新型电力系统频率稳定性问题凸显，新能源场站需接入电网调频。

现有针对此问题的技术方案包括：风电场并网点利用相应的有功控制系统、加装独立控制装置完成有功-频率下垂控制，使其在并网点具备参与电网频率快速调整能力。传统方式一般通过对桨距角进行控制，通过收桨叶及放桨叶来达到吸收及释放风能的作用，从而对有功功率进行控制进而进行一次调频响应。但在风电发展早期，机组并未配备变桨执行机构，此类机组由于不能通过变桨距收放功率无法进行一次调频改造。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的第一个目的在于提出一种变速风力发电机组一次调频控制的方法，以解决未配备变桨执行机构的风力发电机组的无法响应调频功率的问题。

本公开的第二个目的在于提出一种变速风力发电机组一次调频控制的装置。

本公开的第三个目的在于提出一种电子设备。

为达上述目的，本公开第一方面实施例提出了一种变速风力发电机组一次调频控制的方法，包括：

检测电网频率，获得所述电网频率对应的有功功率；

检测风速和风力发电机组的叶轮转速，并获取叶轮半径、空气密度和齿轮箱速比，进而得到风能吸收系数、风力发电机组的最优增益和所述风速对应的最大功率；

基于所述有功功率、所述最大功率和所述最优增益获得调频增益；

基于所述调频增益得到调频转矩指令，基于所述调频转矩指令对变速风力发电机组进行一次调频。

在本公开的一个实施例中，所述获得所述电网频率对应的有功功率，包括：通过插值方式获得所述电网频率对应的有功功率。

在本公开的一个实施例中，所述插值方式采用线性插值、样条插值，直接查表方式中的一种。

在本公开的一个实施例中，所述检测风速和风力发电机组的叶轮转速，并获取叶轮半径、空气密度和齿轮箱速比，进而得到风能吸收系数、风力发电机组的最优增益和所述风速对应的最大功率，包括：检测风速和风力发电机组的叶轮转速，并获取叶轮半径、空气密度和齿轮箱速比；基于所述风速、所述叶轮转速和所述叶轮半径获得叶尖速比；基于所述叶尖速比、所述空气密度、所述叶轮半径、所述齿轮箱速比和所述叶轮转速获得风能吸收系数、风力发电机组的最优增益和所述风速对应的最大功率。

在本公开的一个实施例中，所述基于所述叶尖速比、所述空气密度、所述叶轮半径、所述齿轮箱速比和所述叶轮转速获得风能吸收系数、风力发电机组的最优增益和所述风速对应的最大功率，包括：基于所述叶尖速比获得所述风速对应的风能吸收系数；基于所述空气密度、所述叶轮半径、所述风能吸收系数、所述叶尖速比和所述齿轮箱速比获得所述风力发电机组的最优增益；基于所述最优增益和所述叶轮转速获得所述风速对应的最大功率。