一种双馈风电机组的有功控制方法技术

本发明专利技术提供了一种双馈风电机组的有功控制方法，所述方法包括如下步骤，步骤1：风电场有功控制系统向双馈风电机组下发有功功率指令Pgive；步骤2：测量双馈风电机组的实际转速ωr；切换双馈风电机组的控制模式；双馈风电机组的有功功率参考值Pref依据控制模式设置为不同的功率值；步骤3：设定双馈风电机组的最大运行转速桨距角控制系统通过实际转速ωr与最大运行转速的比较值调节桨距角，从而控制双馈风电机组稳定运行。和现有技术相比，本发明专利技术提供的一种双馈风电机组的有功控制方法确保双馈风电机组在各种风功率输入条件下的有功控制模式灵活切换，稳定运行，为风电场更好地参与到电力系统的调度运行起到了非常关键的支撑作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，所述方法包括如下步骤，步骤1：风电场有功控制系统向双馈风电机组下发有功功率指令Pgive；步骤2：测量双馈风电机组的实际转速ωr；切换双馈风电机组的控制模式；双馈风电机组的有功功率参考值Pref依据控制模式设置为不同的功率值；步骤3：设定双馈风电机组的最大运行转速桨距角控制系统通过实际转速ωr与最大运行转速的比较值调节桨距角，从而控制双馈风电机组稳定运行。和现有技术相比，本专利技术提供的确保双馈风电机组在各种风功率输入条件下的有功控制模式灵活切换，稳定运行，为风电场更好地参与到电力系统的调度运行起到了非常关键的支撑作用。【专利说明】—种双馈风电机组的有功控制方法
本专利技术涉及一种风电机组的控制方法，具体讲涉及。
技术介绍
随着风电场装机容量的不断增大，大型风电场实现可控运行是风电并网运行的发展趋势。现有的风电场国家标准和企业规范，对风电场的有功功率控制能力作了相关要求；而实现对风电场的有功功率控制，关键是要完成对风电机组的有功功率控制；其中现有风电机组(主要指可变速运行的双馈型风电机组和永磁直驱型风电机组)一般都采用最大功率跟踪的自治发电运行方式，难以满足风电场有功功率控制的要求。目前，世界上风电发展比较先进的国家都对风电场有功功率控制制定了相关规定和要求，国内外也有很多学者提出了对风电场进行有功功率控制的方法，但主要是针对风电场内对每台风电机组的有功功率分配方法；且对风电机组的有功功率进行控制，仅仅关注风电机组的一次调频方面，并没有涉及到在风速不断变化的情况下，如何保证风电机组按照给定的功率参考安全稳定运行的控制方法。国内已经运行的部分风电场虽然也进行有功功率控制，但其主要通过人为的投切某条馈线的开关，断开或者并上整条馈线上的风机，这种控制方法较为粗糙，难以做到对风电场的风电机组有功功率的准确控制。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了，所述双馈风电机组通过交换机与风电场有功控制系统相连；所述方法包括如下步骤:步骤1:所述风电场有功控制系统向所述双馈风电机组下发有功功率指令Pgive ;查询双馈风电机组最大功率-转速表得到与所述有功功率指令Pgire对应的风电机组转速ω ；步骤2:测量所述双馈风电机组的实际转速;通过比较判断所述实际转速与所述风电机组转速ω的大小，切换所述双馈风电机组的控制模式；所述双馈风电机组的有功功率参考值Pm依据所述控制模式设置为不同的功率值，所述有功功率参考值Pref为所述双馈风电机组的变流器实际接收的有功功率指令；步骤3:设定所述双馈风电机组的最大运行转速；桨距角控制系统通过所述实际转速与所述最大运行转速Af Λ的比较值调节桨距角，从而控制所述双馈风电机组稳定运行。优选的，所述步骤2中查询所述双馈风电机组最大功率-转速表得到与所述实际转速对应的最大功率Pmax ;切换所述控制模式的方法包括:若所述实际转速大于所述风电机组转速ω时，所述双馈风电机组切换为有功功率指令跟踪控制模式；所述有功功率参考值PMf的值设置为所述有功功率指令Pgive的值；所述双馈风电机组随风速波动通过吸收或释放双馈风电机转子动能，保证所述双馈风电机组的输出功率一直跟踪所述有功功率指令Pgive ;若所述实际转速ωζ』、于所述风电机组转速ω时，所述双馈风电机组切换为最大功率跟踪控制模式；所述有功功率参考值Pref的值设置为所述最大功率Pmax的值；优选的，所述步骤3中所述桨距角控制系统对所述实际转速实时监控；所述桨距角控制系统的桨距角β最小值为0° ;若所述实际转速ωζ』、于所述最大运行转速Amax时，所述桨距角β设置为0° ;若所述实际转速大于所述最大运行转速?厂χ时，对所述桨距角β进行调整，从而控制所述双馈风电机组稳定运行；优选的，所述实际转速大于所述最大运行转速Gfax时，若所述实际转速升高则增加所述桨距角β ;若所述实际转速低则减小所述桨距角β ；优选的，所述最大运行转速为所述双馈风电机组的额定转速的1.2倍。本专利技术的优异效果是:1、本专利技术技术方案中，风速较大时双馈风电机组为有功功率指令跟踪控制模式，双馈风电机组能够随风速波动通过吸收或释放双馈风电机转子动能，保证所述双馈风电机组的输出功率一直跟踪有功功率指令Pgive ；2、本专利技术技术方案中，风速较小时双馈风电机组为最大功率跟踪控制模式，使得双馈风电机组的输出功率最大限度地满足有功功率指令Pgive，同时保证了双馈风电机组自身安全稳定地运行；3、本专利技术技术方案中，双馈风电机组控制模式间的切换控制策略，不依赖于风速的测量，而是采用双馈风电机 组的转速作为切换判断条件，控制模式切换更为准确和平滑；4、本专利技术提供的，能够在各种风速条件，保证风电机组自身稳定运行的前提下参与到风电场的有功控制当中；5、本专利技术提供的，能够快速地响应有功功率指令，为将来风电场采取有功功率实时闭环控制打下基础；6、本专利技术提供的，为风电场能够更好地参与到电力系统的调度运行起到了非常关键的支撑作用；7、本专利技术提供的，为风电场将来参与电力系统的二次调频提供了可能性；8、本专利技术提供的，无需增加硬件，仅需作控制策略的修改，经济成本低。【专利附图】【附图说明】下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是:本专利技术实施例中的控制模式切换流程图2是:本专利技术实施例中桨距角控制系统的控制框图；图3是:本专利技术实施例中有功功率指令跟踪控制模式下风速不变有功功率指令Pgive变化时的双馈风电机组运行工作点变化图；图4是:本专利技术实施例中有功功率指令跟踪控制模式下风速变化有功功率指令Pgive不变时的双馈风电机组运行工作点变化图；图5是:本专利技术实施例中双馈风电机组运行特性的风速变化曲线图；图6是:本专利技术实施例中双馈风电机组运行特性的输出功率跟踪曲线图；图7是:本专利技术实施例中双馈风电机组运行特性的实际转速曲线图；图8是:本专利技术实施例中双馈风电机组运行特性的桨距角变化曲线图。【具体实施方式】下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。图1示出了本专利技术实施例中的的控制模式切换流程图；本实施例中双馈风电机组通过交换机与风电场有功控制系统相连，接收风电场有功控制系统下发的有功功率指令；所述双馈风电机组的有功控制方法具体步骤为:(I)风电场有功控制系统向双馈风电机组下发有功功率指令Pgive ;通过查询双馈风电机组最大功率-转速表得到与有功功率指令Pgive对应的风电机组转速ω ；(2)测量双馈风电机组的实际转速比较实际转速与风电机组转速ω的大小，通过上述比较结果切换双馈风电机组的控制模式；控制模式包括有功功率指令跟踪控制模式和最大功率跟踪控制模式；双馈风电机组的变流器实际接收的有功功率参考值Pm依据采用的不同控制模式设置不同的功率值;通过双馈风电机组最大功率-转速表查得与实际转速对应的最大功率Pmax ;控制模式的切换方法具体为:①:若实际转速大于风电机组转速ω时，双馈风电机组切换为有功功率指令跟踪控制模式；双馈风电机组随风速波动通过吸收或释放双馈风电机转子动能，保证双馈风电机组的输出功率一直跟踪有功功率指令Pgive ;此时有功功率参考值Pm的值设置为有功功率指令Pgive的值；②:若实际转速小于风电机组转速ω时，双馈风电机组切换为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双馈风电机组的有功控制方法，其特征在于，所述双馈风电机组通过交换机与风电场有功控制系统相连；所述方法包括如下步骤：步骤1：所述风电场有功控制系统向所述双馈风电机组下发有功功率指令Pgive；查询双馈风电机组最大功率?转速表得到与所述有功功率指令Pgive对应的风电机组转速ω；步骤2：测量所述双馈风电机组的实际转速ωr；通过比较判断所述实际转速ωr与所述风电机组转速ω的大小，切换所述双馈风电机组的控制模式；所述双馈风电机组的有功功率参考值Pref依据所述控制模式设置为不同的功率值，所述有功功率参考值Pref为所述双馈风电机组的变流器实际接收的有功功率指令；步骤3：设定所述双馈风电机组的最大运行转速桨距角控制系统通过所述实际转速ωr与所述最大运行转速的比较值调节桨距角，从而控制所述双馈风电机组稳定运行。FDA00003667174200011.jpg,FDA00003667174200012.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜达军，钱敏慧，陈宁，赵大伟，张磊，朱凌志，吴福保，汪宁渤，施涛，罗芳，曲立楠，王湘艳，赵亮，韩华玲，葛路明，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，甘肃省电力公司风电技术中心，
类型：发明
国别省市：