[发明专利]一种风机的限功率运行控制方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风机的限功率运行控制方法、装置及系统。

背景技术

图1为现有技术中的被动整流变流器的电气原理图，图2为现有技术中的风机转速给定值与风机电磁扭矩给定值之间关系曲线图；如图1所示，风机的发电机10输出的交流电压(W1、V1、U1，W2、V2、U2)，交流电压经过角接的电容补偿电路11之后，连接到二极管整流电路12，经过整流电路12整流之后得到直流电压U_AB，直流电压U_AB经过由电抗器L₁、L₂、L₃、二极管D₁、D₂、D₃、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称为IGBT)T₁、T₂、T₃构成的斩波电路13，将电压升高至直流母线电压U_CD，直流母线电压U_CD经过由IGBT构成的逆变电路14将直流电变换成工频50Hz或者60Hz的交流电(W、V、U)输送到电网15。斩波电路14正常工作时，电压U_AB与直流母线电压U_CD差值较大，T₁、T₂、T₃处于完全可控状态。

当风机的输出功率给定值在600Kw至1000Kw之间时，由于二极管整流电路12的不可控，导致发电机10的定子端电压以及二极管整流电路12的输出电压本身就较高。参见图2，示出了在正常发电模式以及限功率模式下风机转速给定值与风机电磁扭矩给定值之间的关系，在曲线ABCDEH中，AB段对应风机的最小发电转速控制，BCD段对应最优增益控制，DEH段对应风机额定转速控制。当电网限功率运行时，如果风速达到额定风速，风机需要由额定功率曲线JHM(对应功率为P_rated(w))降低到电网需要的功率值，在调整过程中，发电机10的输出功率会在较长时间内保持不变，对于最优控制增益值较小的风机，较高的风机转速会导致发电机10的定子端电压更高，因此极易导致二极管电路12整流后的直流电压与变流器的直流母线电压非常接近，此时斩波电路14基本处于不可控状态，风机会报出输出功率给定值与输出功率实际值相差较大的有功功率不匹配的故障。

发明内容

本发明实施例提供一种风机的限功率运行控制方法、装置及系统，避免风机的输出功率给定值与风机的实际功率值偏差较大的有功功率不匹配故障发生。

为达到上述目的，采用如下技术方案：

一种风机的限功率运行控制方法，包括如下步骤：

接收来自风电场调度设备的限功率运行命令，所述限功率运行命令包含所述风机在限功率运行时的功率给定值；

根据所述风机的额定参数、所述风机在所述最优增益控制时的最优增益获取所述风机的转速给定值与所述风机的电磁扭矩给定值之间的直线比例系数；

通过所述直线比例系数与所述风机的额定参数、所述功率给定值获取所述风机需要调整到的目标转速。

一种风机的限功率运行控制装置，该风机的限功率运行控制装置包括：

接收模块，用于接收来自风电场调度设备的限功率运行命令，所述限功率运行命令包含所述风机在限功率运行时的功率给定值；

获取模块，用于根据所述风机的额定参数、所述风机在所述最优增益控制时的最优增益获取所述风机的转速给定值与所述风机的电磁扭矩给定值之间的直线比例系数；

第一计算模块，用于通过所述直线比例系数与所述风机的额定参数、所述功率给定值计算得到所述风机需要调整到的目标转速。

一种风机的限功率运行控制系统，该限功率运行控制系统包括：风电场调度设备和多台风机；

每台风机与所述风电场调度设备连接，所述风机包括前述的风机的限功率运行控制装置；

所述风电场调度设备，用于从电网接收针对整个风电场的总功率给定值，并根据所述总功率给定值为每台风机分配各自在限功率运行模式下的功率给定值。