[发明专利]基于动能存储的风电场风机协同综合控制的功率平滑方法

权利要求书

1.基于动能存储的风电场风机协同综合控制的功率平滑方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对风电场历史输出功率波动进行分频，分成高频功率波动分量和低频功率波动分量；

S2：根据风电场历史风况和历史输出功率波动，将风电场风机分为主风机和从风机，并确定主风机和从风机的台数；

S3：将从风机输出功率波动中的高频功率波动分量以动能的方式存储在转子上，使得从风机能够平滑其输出功率中的高频功率波动分量；

S4：给定主风机合适的功率，使得风电场输出总功率中低频功率波动分量能够平滑；

所述步骤S4中，给定主风机的功率通过以下方法确定：

S4.1：根据历史风速，预测当前风电场输出最大功率，将该最大功率通过一个低通滤波器，使得滤波后的最大功率满足并网要求；

S4.2：将滤波后满足并网要求的最大功率作为风电场给定功率，将风电场给定功率减去风电场所有从风机输出的实际功率得到风电场主风机的总参考输出功率

S4.3：各台主风机的参考输出功率由步骤S4.2中得到的主风机总参考输出功率及各台主风机风速决定，使所有主风机的参考输出功率之和为总参考输出功率，通过式(5)进行计算：

其中，表示为第i台主风机的参考输出功率，1≤i≤n，n为主风机的总台数，v_ci表示为第i台主风机的风速。

2.根据权利要求1所述的基于动能存储的风电场风机协同综合控制的功率平滑方法，其特征在于：所述步骤S2中，主风机和从风机的台数通过以下方法确定：从风电场一个月时间内的历史输出功率中滤除历史输出功率波动，使得滤除历史输出功率波动之后的历史输出功率满足并网要求；将历史输出功率波动与风电场单台风机输出功率波动比较，留有一定裕量，确定主风机的台数，剩余风机为从风机。

3.根据权利要求1所述的基于动能存储的风电场风机协同综合控制的功率平滑方法，其特征在于：所述步骤S3中，存储的动能E为：

式(1)中，J为转子的转动惯量，ω为转子的角速度。

4.根据权利要求1所述的基于动能存储的风电场风机协同综合控制的功率平滑方法，其特征在于：所述步骤S3中，给定从风机的功率所对应的动能E^*为：

式(2)中，J为转子的转动惯量，ω为转子的角速度；P_wopt为风电场风机能吸收的最大功率，根据式(3)得到；P_filter为最大功率经过低通滤波器后的功率；

式(3)中，ρ是空气密度，R是风电场风机桨叶半径，C_pmax是风能利用系数的最大值，ω_opt为转子的最佳角速度；λ为叶尖速比，根据式(4)得到；λ_opt为最佳叶尖速比，k_opt为风能最大利用系数；

λ＝ωR/v (4)

式(4)中v是风速。