风电机组的功率控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种风电机组的功率控制方法和装置，所述功率控制方法包括：实时采集风电机组的上网功率；确定所述上网功率与功率给定值的差值；基于所述差值产生功率控制参数；将产生的功率控制参数施加到风电机组，以使风电机组基于所述功率控制参数输出上网功率。采用本发明专利技术示例性实施例的风电机组的功率控制方法和装置，能够挖掘出风电机组的发电潜力，使得风电机组的上网功率能够实时跟踪功率给定值，确保风电机组功率输出稳定，实现风电机组的最优控制，同时有助于提高风电场整体的发电能力。

Power Control Method and Device of Wind Turbine

The invention provides a power control method and device for wind turbines. The power control method includes: real-time acquisition of wind turbines'on-line power, determination of the difference between the on-line power and the given value of power, generation of power control parameters based on the difference, and application of the generated power control parameters to wind turbines to enable wind turbines to output based on the said power control parameters. Network power. The power control method and device of the wind turbine according to the exemplary embodiment of the present invention can tap the generating potential of the wind turbine, enable the power of the wind turbine to track the given value of power in real time, ensure the stability of the power output of the wind turbine, realize the optimal control of the wind turbine, and help to improve the overall power generation capacity of the wind farm.

【技术实现步骤摘要】
风电机组的功率控制方法和装置
本专利技术总体说来涉及风力发电
，更具体地讲，涉及一种风电机组的功率控制方法和装置。
技术介绍
目前在风电场中，一般整个风电场所有的风电机组使用同一套控制参数，为了考虑安全性，通常这些控制参数是按照风电场中载荷水平最高(即，风电机组的上网功率最小)的机位点设计的。在此基础上，目前的功率控制策略包括开环和闭环两种控制方式。其中，由于开环控制方式过程简单、直接，因此现有的功率控制策略多采用开环控制方式，现有闭环控制方式大都也仅考虑了外部环境对上网功率的影响，而忽略了其他影响上网功率的重要因素。然而，风电机组输出的上网功率除受外部环境影响之外，受自身损耗影响也较大，这也会导致不同风电机组的上网功率存在差异性。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例的目的在于提供一种风电机组的功率控制方法和装置，以克服上述至少一种缺陷。在一个总体方面，提供一种风电机组的功率控制方法，包括：实时采集风电机组的上网功率；确定所述上网功率与功率给定值的差值，其中，所述功率给定值可为在满足影响风电机组的功率输出的内部因素和外部因素的约束条件下的所述风电机组在额定风速以上时的最大功率值；基于所述差值产生功率控制参数；将产生的功率控制参数施加到风电机组，以使风电机组基于所述功率控制参数输出上网功率。可选地，所述功率给定值可通过以下方式来确定：确定在满足所述外部因素的约束条件下的所述风电机组的第一功率值；基于所述第一功率值，确定在满足所述内部因素的约束条件下的所述风电机组的第二功率值；将所述第二功率值确定为所述风电机组在额定风速以上时的最大功率值。可选地，所述外部因素可包括所述风电机组所在机位点处的风资源数据，所述第一功率值可通过以下方式来确定：获取所述风电机组所在机位点处的风资源数据；基于获取的风资源数据来获得所述风电机组的第一功率值。可选地，所述内部因素可包括风电机组主回路上的电气部件的电压过载能力、电流过载能力和散热能力，其中，基于所述第一功率值，确定在满足所述内部因素的约束条件下的所述风电机组的第二功率值的步骤可包括：基于所述第一功率值，确定满足电气部件的电压过载能力要求的第一子功率值，基于所述第一功率值，确定满足电气部件的电流过载能力要求的第二子功率值，基于所述第一功率值，确定满足电气部件的散热能力要求的第三子功率值，将第一子功率值、第二子功率值和第三子功率值中的最小功率值确定为第二功率值。可选地，确定第一子功率值的步骤可包括：确定在所述风电机组的输出功率为预设功率值时，所述电气部件的电压值；如果确定的电气部件的电压值小于所述电气部件的额定电压值，则将所述预设功率值确定为满足电气部件的电压过载能力要求的第一子功率值。可选地，确定第一子功率值的步骤可还包括：如果确定的电气部件的电压值不小于所述电气部件的额定电压值，则将所述预设功率值与第一功率变化量作差，以更新所述预设功率值，并返回确定所述电气部件的电压值的步骤，其中，所述预设功率值的初始值可为第一功率值。可选地，确定第二子功率值的步骤可包括：确定在所述风电机组的输出功率为预设功率值时，所述电气部件的电流值；如果确定的电气部件的电流值小于所述电气部件的安全电流值，则将所述预设功率值确定为满足电气部件的电流过载能力要求的第二子功率值。可选地，确定第二子功率值的步骤可还包括：如果确定的电气部件的电流值不小于所述电气部件的安全电流值，则将所述预设功率值与第二功率变化量作差，以更新所述预设功率值，并返回确定所述电气部件的电流值的步骤，其中，所述预设功率值的初始值可为第一功率值，所述安全电流值可为所述电气部件的额定电流值与电流安全裕度的差值。可选地，确定第三子功率值的步骤可包括：确定在所述风电机组的输出功率为预设功率值时，所述电气部件在预定时间段内的温升值；如果确定的电气部件的温升值小于所述电气部件允许的最大温升值，则将所述预设功率值确定为满足电气部件的散热能力要求的第三子功率值。可选地，确定第三子功率值的步骤可还包括：如果确定的电气部件的温升值不小于所述电气部件允许的最大温升值，则将所述预设功率值与第三功率变化量作差，以更新所述预设功率值，并返回确定所述电气部件的温升值的步骤，其中，所述预设功率值的初始值可为第一功率值。可选地，可通过以下任意一种方式基于所述上网功率与功率给定值的差值产生功率控制参数：针对所述差值进行PID控制，以获得功率控制参数；基于所述上网功率与功率给定值的差值，通过预先确定的功率差值与功率控制参数之间的对应关系确定功率控制参数。可选地，所述功率控制参数可为风电机组的扭矩变化量，其中，将产生的功率控制参数施加到风电机组，以使风电机组基于所述功率控制参数输出上网功率的步骤可包括：将风电机组的扭矩变化量施加到风电机组的额定扭矩，以使风电机组基于所述额定扭矩与所述扭矩变化量叠加之后的扭矩来输出上网功率。在另一总体方面，提供一种风电机组的功率控制装置，包括：功率采集模块，实时采集风电机组的上网功率；差值计算模块，确定所述上网功率与功率给定值的差值，其中，所述功率给定值可为在满足影响风电机组的功率输出的内部因素和外部因素的约束条件下的所述风电机组在额定风速以上时的最大功率值；参数生成模块，基于所述差值产生功率控制参数；功率控制模块，将产生的功率控制参数施加到风电机组，以使风电机组基于所述功率控制参数输出上网功率。可选地，所述功率控制装置可还包括：给定值确定模块，可通过以下方式确定所述功率给定值：确定在满足所述外部因素的约束条件下的所述风电机组的第一功率值；基于所述第一功率值，确定在满足所述内部因素的约束条件下的所述风电机组的第二功率值；将所述第二功率值确定为所述风电机组在额定风速以上时的最大功率值。可选地，所述外部因素可包括所述风电机组所在机位点处的风资源数据，给定值确定模块可包括风资源评估子模块，通过以下方式确定所述第一功率值：获取所述风电机组所在机位点处的风资源数据；基于获取的风资源数据来获得所述风电机组的第一功率值。可选地，所述内部因素可包括风电机组主回路上的电气部件的电压过载能力、电流过载能力和散热能力，其中，给定值确定模块可包括电气部件评估子模块，通过以下方式确定第二功率值：基于所述第一功率值，确定满足电气部件的电压过载能力要求的第一子功率值，基于所述第一功率值，确定满足电气部件的电流过载能力要求的第二子功率值，基于所述第一功率值，确定满足电气部件的散热能力要求的第三子功率值，将第一子功率值、第二子功率值和第三子功率值中的最小功率值确定为第二功率值。可选地，电气部件评估子模块可通过以下方式确定第一子功率值：确定在所述风电机组的输出功率为预设功率值时，所述电气部件的电压值；如果确定的电气部件的电压值小于所述电气部件的额定电压值，则将所述预设功率值确定为满足电气部件的电压过载能力要求的第一子功率值。可选地，如果确定的电气部件的电压值不小于所述电气部件的额定电压值，则电气部件评估子模块可将所述预设功率值与第一功率变化量作差，以更新所述预设功率值，并继续确定在所述风电机组的输出功率为预设功率值时所述电气部件的电压值，其中，所述预设功率值的初始值可为第一功率值。可选地，电气部件评估子模块可通过以下方式确定第二子功率值：确定在所述风电机组的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组的功率控制方法，其特征在于，包括：实时采集风电机组的上网功率；确定所述上网功率与功率给定值的差值，其中，所述功率给定值为在满足影响风电机组的功率输出的内部因素和外部因素的约束条件下的所述风电机组在额定风速以上时的最大功率值；基于所述差值产生功率控制参数；将产生的功率控制参数施加到风电机组，以使风电机组基于所述功率控制参数输出上网功率。

【技术特征摘要】
1.一种风电机组的功率控制方法，其特征在于，包括：实时采集风电机组的上网功率；确定所述上网功率与功率给定值的差值，其中，所述功率给定值为在满足影响风电机组的功率输出的内部因素和外部因素的约束条件下的所述风电机组在额定风速以上时的最大功率值；基于所述差值产生功率控制参数；将产生的功率控制参数施加到风电机组，以使风电机组基于所述功率控制参数输出上网功率。2.如权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率给定值通过以下方式来确定：确定在满足所述外部因素的约束条件下的所述风电机组的第一功率值；基于所述第一功率值，确定在满足所述内部因素的约束条件下的所述风电机组的第二功率值；将所述第二功率值确定为所述风电机组的最大功率值。3.如权利要求2所述的功率控制方法，其特征在于，所述外部因素包括所述风电机组所在机位点处的风资源数据，所述第一功率值通过以下方式来确定：获取所述风电机组所在机位点处的风资源数据；基于获取的风资源数据来获得所述风电机组的第一功率值。4.如权利要求2所述的功率控制方法，其特征在于，所述内部因素包括风电机组主回路上的电气部件的电压过载能力、电流过载能力和散热能力，其中，基于所述第一功率值，确定在满足所述内部因素的约束条件下的所述风电机组的第二功率值的步骤包括：基于所述第一功率值，确定满足电气部件的电压过载能力要求的第一子功率值，基于所述第一功率值，确定满足电气部件的电流过载能力要求的第二子功率值，基于所述第一功率值，确定满足电气部件的散热能力要求的第三子功率值，将第一子功率值、第二子功率值和第三子功率值中的最小功率值确定为第二功率值。5.如权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，确定第一子功率值的步骤包括：确定在所述风电机组的输出功率为预设功率值时，所述电气部件的电压值；如果确定的电气部件的电压值小于所述电气部件的额定电压值，则将所述预设功率值确定为满足电气部件的电压过载能力要求的第一子功率值。6.如权利要求5所述的功率控制方法，其特征在于，确定第一子功率值的步骤还包括：如果确定的电气部件的电压值不小于所述电气部件的额定电压值，则将所述预设功率值与第一功率变化量作差，以更新所述预设功率值，并返回确定所述电气部件的电压值的步骤，其中，所述预设功率值的初始值为第一功率值。7.如权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，确定第二子功率值的步骤包括：确定在所述风电机组的输出功率为预设功率值时，所述电气部件的电流值；如果确定的电气部件的电流值小于所述电气部件的安全电流值，则将所述预设功率值确定为满足电气部件的电流过载能力要求的第二子功率值。8.如权利要求7所述的功率控制方法，其特征在于，确定第二子功率值的步骤还包括：如果确定的电气部件的电流值不小于所述电气部件的安全电流值，则将所述预设功率值与第二功率变化量作差，以更新所述预设功率值，并返回确定所述电气部件的电流值的步骤，其中，所述预设功率值的初始值为第一功率值，所述安全电流值为所述电气部件的额定电流值与电流安全裕度的差值。9.如权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，确定第三子功率值的步骤包括：确定在所述风电机组的输出功率为预设功率值时，所述电气部件在预定时间段内的温升值；如果确定的电气部件的温升值小于所述电气部件允许的最大温升值，则将所述预设功率值确定为满足电气部件的散热能力要求的第三子功率值。10.如权利要求9所述的功率控制方法，其特征在于，确定第三子功率值的步骤还包括：如果确定的电气部件的温升值不小于所述电气部件允许的最大温升值，则将所述预设功率值与第三功率变化量作差，以更新所述预设功率值，并返回确定所述电气部件的温升值的步骤，其中，所述预设功率值的初始值为第一功率值。11.如权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，通过以下任意一种方式基于所述差值产生功率控制参数：针对所述差值进行PID控制，以获得功率控制参数；基于所述差值，通过预先确定的功率差值与功率控制参数之间的对应关系确定功率控制参数。12.如权利要求1-11中任意一项所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制参数为风电机组的扭矩变化量，其中，将产生的功率控制参数施加到风电机组，以使风电机组基于所述功率控制参数输出上网功率的步骤包括：将风电机组的扭矩变化量施加到风电机组的额定扭矩，以使风电机组基于所述额定扭矩与所述扭矩变化量叠加之后的扭矩来输出上网功率。13.一种风电机组的功率控制装置，其特征在于，包括：功率采集模块，实时采集风电机组的上网功率；差值计算模块，确定所述上网功率与功率给定值的差值，其中，所述功率给定值为在满足影响风电机组的功率输出的内部因素和外部因素的约束条件下的所述风电机组在额定风速以上时的最大功率值；参数生成模...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧发顺，李强，赵树椿，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65