[发明专利]一种平抑风电机组功率波动的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种平抑风电机组功率波动的控制方法。

背景技术

电力的供应紧张已成为制约国民经济可持续发展的瓶颈，近年来，基于风能，太阳能等可再生能源发电的分布式供电技术已成为能源领域的发展重点。但由于风能发电具有不稳定和不连续的间歇性特点，使得大规模风电接入严重影响了电网的稳定运行，再者，目前多采用直接调节风力涡轮机运行状态的方式或结合变桨距和变速控制来平滑其输出功率，但此方法的调节能力非常有限，不能保证发电和供电的连续和平稳。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种平抑风电机组功率波动的控制方法。

该控制方法基于的液钒电池储能系统包括风力发电机、控制器、AC-DC变换器、DC-AC变换器、液钒电池、检测模块1和检测模块2；

检测模块1和检测模块2连接三相电网和风力发电机，AC-DC变换器和DC-AC变换器连接三相电网，液钒电池连接AC-DC变换器和DC-AC变换器，控制器分别连接检测模块1、检测模块2、AC-DC变换器、DC-AC变换器和液钒电池。

一种平抑风电机组功率波动的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、设置液钒电池储能系统的电池管理机制：由控制器给出指令，设置单体液钒电池的充电电压上限，放电电压下限，设定控制器规则使其达到如下目标：若充电电压大于端电压的上限值，则停止充电，若充电电压低于放电电压的下限值，则放电，即令单体液钒电池有功功率的参考给定信号单体液钒电池无功功率的参考给定信号

步骤2、通过一阶巴特沃斯低通滤波器调节风电机组输出的有功功率，经滤波器处理后的输出有功功率作为有功功率调节的有功功率的参考给定信号

步骤3、根据液钒电池储能系统平抑风电机组功率波动控制原理，确定液钒电池储能系统补偿或吸收的无功功率，当风电机组的输出有功功率大于该时刻经低通滤波器输出的有功功率时，需要控制液钒电池储能系统快速吸收多余的功率；反之，液钒电池储能系统需要快速补充差额的有功功率，液钒电池储能系统平抑风电机组功率波动控制原理为P_grid＝P_W+P_ess，P_W为风力发电机输出的有功功率，P_grid为输入电网的功率，P_ess为液钒电池储能系统发出或吸收的功率；

步骤4、控制风力发电机和单体电池内部的变频器，根据四象限变频器的电流参考值由功率参考值确定，建立变频器电流参考规则：

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上式中，为d轴电流的给定信号；为有功功率的参考给定信号；P为所测得实际有功功率；u_d为电网侧d轴电压；为无功功率的参考给定信号；Q为所测得实际无功功率；

步骤5、以平抑后的风电机组输出功率为目标，把单个风电机组作为发电单元，将液钒电池储能系统配置在风电机组接入电网的母线位置，采用独立的液钒电池储能系统对整个风电机组的并网功率进行平抑控制；从而改善风电机组并网的安全性和可靠性。

步骤6、建立液钒电池储能系统的功率控制模型，如图1所示：