[发明专利]风力发电机组的限功率控制方法和装置

说明书

提供一种风力发电机组的限功率控制方法和装置，所述限功率控制方法包括：当风力发电机组的实际输出功率小于第一限功率值时，确定用于控制风力发电机组的限功率设定值变化的调节控制方式；在各个调节阶段采用相应的调节控制方式控制风力发电机组的限功率设定值变化，以使风力发电机组的限功率设定值从第一限功率值下降至第二限功率值，其中，第一限功率值大于第二限功率值。采用本发明示例性实施例的风力发电机组的限功率控制方法和装置，能够针对由于风速太低，风力发电机组的实际输出功率达不到第一限功率值的情况，分阶段对风力发电机组的限功率设定值进行调节，有效缩短了限功率设定值从第一限功率值下降到第二限功率值所需经历的时间长度。

技术领域

本发明总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的限功率控制方法和装置。

背景技术

由于风力发电具有易变性及随机性等特点，大规模风力发电机组并入电网对区域电力系统安全稳定运行的影响日益显著，对区域电网的调峰能力、电压控制以及电能质量提出了较大挑战。相关国家标准、各发电企业和区域电网对风电场的有功功率调节能力做出了严格要求，这等同于对风力发电机组的有功功率调节能力有了更高的需求。

风力发电机组接收来自风电场有功功率控制系统的有功功率设定值，风力发电机组的主控系统对有功功率设定一般采用斜率控制，即，从上一个功率设定值平滑地过渡到当前功率设定值，以防止功率设定值的跳变引起快速变桨响应和扭矩响应，造成极大的载荷。

目前，提高有功功率调节能力的方法有很多，最常用的方法是增大斜率(如图1所示)。然而随着叶片越来越长，风力发电机组容量越来越大，增大斜率意味着风力发电机组对转速与扭矩的跟踪、变桨调节能力提出了更高的要求，会导致风力发电机组载荷上升。因此，这种有功功率调节方式对于已经运行的风力发电机组优化空间有限，且严谨的作法是需要对每一种机型进行仿真验证评估，对于新设计的风力发电机组，斜率增大有可能导致风力发电机组成本的增加。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种风力发电机组的限功率控制方法和装置，能够针对风力发电机组的实际输出功率小于限功率值的情况，分阶段对风力发电机组的限功率设定值进行调节，即能够有效缩短限功率设定值的调节时长，还能减小在限功率设定值调节过程中对变桨和扭矩的影响。

根据本发明示例性实施例的一方面，提供一种风力发电机组的限功率控制方法，所述限功率控制方法包括：当风力发电机组的实际输出功率小于第一限功率值时，确定用于控制风力发电机组的限功率设定值变化的调节控制方式；在各个调节阶段采用相应的调节控制方式控制风力发电机组的限功率设定值变化，以使风力发电机组的限功率设定值从第一限功率值下降至第二限功率值，其中，第一限功率值大于第二限功率值。

可选地，调节控制方式可包括第一调节控制方式和第二调节控制方式，其中，在第一调节阶段以第一调节控制方式控制风力发电机组的限功率设定值变化，并在第二调节阶段以第二调节控制方式控制风力发电机组的限功率设定值变化，其中，第一调节阶段可位于第二调节阶段之前。

可选地，在第一调节阶段以第一调节控制方式控制风力发电机组的限功率设定值变化的步骤可包括：确定与每个运算周期对应的第一功率变化量；控制风力发电机组的限功率设定值从第一限功率值开始在每个运算周期内下降与每个运算周期对应的第一功率变化量，直至第一功率变化量小于第一设定值，其中，将第一功率变化量小于第一设定值的时间点确定为第一调节阶段的结束时刻。

可选地，与任一运算周期对应的第一功率变化量可为所述任一运算周期的初始限功率设定值与所述任一运算周期的输出限功率设定值之差，其中，所述任一运算周期的输出限功率设定值可通过所述任一运算周期的初始限功率设定值、所述任一运算周期对应的实时功率给定值和功率调节系数被确定。