【技術實現步驟摘要】
本專利技術專利申請屬于風機慣性響應，具體涉及一種慣性響應后風機的轉速恢復速度調節控制方法和系統。
技術介紹
1、目前，隨著風電裝機容量快速提升，導致風電的大規模接入大幅降低了電網的系統慣性，使電網頻率穩定性受到很大影響，針對上述問題當前已經提出包括通過虛擬慣量、虛擬同步機等方法，通過釋放風輪機中存儲的動能為電網提供短時有功支撐，但風輪機中儲存動能有限，并且風機對其最低轉速亦有要求，因此，在風機慣性響應后需對其進行轉速恢復。
2、對于風機慣性響應后轉速恢復，傳統方式為直接將風機由慣性響應狀態直接切換為最大功率點跟蹤(maximum?power?point?track,mppt)實現，但這將導致風機輸出功率驟降且下降幅度不可控，對于對功率變化較為敏感的小系統可能引起頻率的二次跌落，該問題可以通過風機超速減載(de-loading)運行，使風機運行在風能利用系數曲線(cp?curve)右側，當慣性響應結束時風機轉速可自行恢復，且不降低輸出功率；然而，上述方法存在以下問題：1.若風機較小，如圖1所示，其慣性響應提供過多能量則會導致風機運行點超過其左側對應的點，則風機運行在低風速狀態其也無法自行恢復至響應前轉速，因此轉速變化范圍受到限制，即慣性響應能力受到限制。2.若風機運行在較高風速，即運行于圖2的恒轉速區，此時風機通常運行于風能利用系數曲線左側，則風機不具備超速減載的優點，轉速恢復時仍會導致輸出功率突然下降，亦使該方法優勢喪失。因此利用風機超速減載運行實現風機在無預留槳距角儲備有功功率以及外部儲能裝置的前提下，慣性響應后轉
技術實現思路
1、為克服上述現有技術的不足，本專利技術專利申請提出一種慣性響應后風機的轉速恢復速度調節控制方法，包括：
2、當風機進行轉速恢復時，根據所述風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率，通過控制器確定風機的轉速恢復系數；
3、根據風機的慣性響應模式系數和所述轉速恢復系數，確定所述風機的功率指令值；
4、基于所述功率指令值進行功率跟隨，直到所述風機的各轉速恢復數據恢復至慣性響應前的值時，退出轉速恢復功能；
5、其中，所述慣性響應模式系數由風機所處的慣性響應過程確定。
6、優選的，所述根據風機的慣性響應模式系數和所述轉速恢復系數，確定所述風機的功率指令值，包括：
7、根據風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程，確定慣性響應模式系數；
8、根據不同的慣性響應過程，利用慣性響應模式系數和轉速恢復系數，計算所述風機的功率指令值。
9、優選的，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程包括：
10、當滿足下述所有條件時，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第一響應過程：所述風機接入的電網的頻率變化率為負數、所述風機慣性響應前的輸出有功功率小于慣性響應開始后指定時間內所述風機的功率以及所述風機慣性響應前的輸出有功功率大于慣性響應結束后所述風機的功率；
11、當滿足下述所有條件時，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第二響應過程：所述風機接入的電網的頻率變化率為負數、所述風機慣性響應前的輸出有功功率小于慣性響應開始后指定時間內所述風機的功率以及所述風機慣性響應前的輸出有功功率小于慣性響應結束后所述風機的功率；
12、當滿足下述所有條件時，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第三響應過程：所述風機接入的電網的頻率變化率為負數、所述風機慣性響應前的輸出有功功率大于慣性響應開始后指定時間內所述風機的功率。
13、優選的，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第一響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
14、
15、其中，pref表示風機的功率指令值；ppre_fault表示風機慣性響應前的輸出有功功率；kmode表示模式系數；kp_reco表示轉速恢復系數；pde-load表示風機通過轉速以及超速減載轉速功率數據查表得出的功率參考值；δp表示設定的固定功率值。
16、優選的，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第二響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
17、pref＝pde-load
18、其中，pref表示風機的功率指令值；pde-load表示風機通過轉速以及超速減載轉速功率數據查表得出的功率參考值。
19、優選的，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第三響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
20、
21、其中，pref表示風機的功率指令值；ppre_fault表示慣性響應前的輸出有功功率；kmode表示模式系數；kreco表示轉速恢復系數；pde-load表示風機通過轉速以及超速減載轉速功率數據查表得出的功率參考值。
22、優選的，所述根據所述風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率，通過控制器確定風機的轉速恢復系數，包括：
23、根據所述風機的轉速，通過pi控制器計算所述風機的轉速系數；
24、根據所述風機接入的電網的頻率變化率，通過p控制器計算所述風機接入的電網的頻率變化率系數；
25、將所述頻率變化率系數和所述轉速系數進行加和計算，得到所述風機對應的轉速恢復系數。
26、優選的，所述頻率變化率系數的計算式如下：
27、
28、其中，krocof表示風機接入的電網的頻率變化率系數；kp表示p控制器的比例系數；表示風機接入電網的當前的頻率變化率；表示風機接入電網的可接受的最低頻率變化率參考值。
29、優選的，所述轉速系數的計算式如下：
30、
31、其中，komega表示風機的轉速系數；kpomega表示pi控制器的比例系數；kiomega表示pi控制器的微分系數；dω表示慣性響應前轉速與當前轉速的差值；表示轉速差的微分。
32、優選的，所述基于所述功率指令值進行功率跟隨，直到所述風機的各轉速恢復數據恢復至慣性響應前的值時，退出轉速恢復功能，包括：
33、基于所述功率指令值進行功率跟隨，直到所述風機的各轉速恢復數據同時滿足下述所有條件時，退出轉速恢復功能：所述風機慣性響應前的輸出有功功率和風機的電磁功率的差值小于功率差閾值，所述風機慣性響應前的轉速和當前轉速的差值小于轉速差閾值，所述頻率變化率小于變化率閾值；
34、其中，所述轉速恢復數據包括下述的一種或多種：電磁功率、轉速和頻率變化率。
35、優選的，所述當風機進行轉速恢復時，根據所述風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率，通過控制器確定風機的轉速恢復系數之前，還包括：
36、獲取風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率；
37、根據所述風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率，判斷所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種慣性響應后風機的轉速恢復速度調節控制方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據風機的慣性響應模式系數和所述轉速恢復系數，確定所述風機的功率指令值，包括：
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程包括：
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第一響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第二響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第三響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率，通過控制器確定風機的轉速恢復系數，包括：
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述頻率變化率系數的計算式如下：
9
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述功率指令值進行功率跟隨，直到所述風機的各轉速恢復數據恢復至慣性響應前的值時，退出轉速恢復功能，包括：
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當風機進行轉速恢復時，根據所述風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率，通過控制器確定風機的轉速恢復系數之前，還包括：
12.一種慣性響應后風機的轉速恢復速度調節控制系統，其特征在于，包括：
13.如權利要求12所述的系統，其特征在于，所述系數確定模塊中根據所述風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率，通過控制器確定風機的轉速恢復系數，包括：
14.如權利要求12所述的系統，其特征在于，所述功率計算模塊，具體用于：
15.一種計算機設備，其特征在于，包括：一個或多個處理器；
16.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存有計算機程序，所述計算機程序被執行時，實現如權利要求1至11中任一項所述的一種慣性響應后風機的轉速恢復速度調節控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種慣性響應后風機的轉速恢復速度調節控制方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據風機的慣性響應模式系數和所述轉速恢復系數，確定所述風機的功率指令值，包括：
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程包括：
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第一響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第二響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述風機在慣性響應階段所處的慣性響應過程為第三響應過程時，利用下式計算所述風機的功率指令值：
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述風機的轉速和所述風機接入的電網的頻率變化率，通過控制器確定風機的轉速恢復系數，包括：
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述頻率變化率系數的計算式如下：
9.如權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張漢斌，韓叢達，陽岳希，孫海斌，王思超，傅國斌，
申請(專利權)人：國網智能電網研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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