风力发电厂的惯性控制方法技术

本发明专利技术涉及对风力发电厂进行控制的方法，更详细地涉及一种风力发电厂的惯性控制方法，其包括如下步骤：对从电网接收的或者利用风力发电机的电压来计算的电网的频率信息进行获取；接收风力发电机的转子速度信息；利用上述转子的速度信息来对风力发电机的动能进行计算；利用计算的动能来对风力发电机的个别的下垂系数进行计算；以及利用计算的下垂系数来对风力发电机进行控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及对风力发电厂进行控制的方法，更详细地涉及一种，其包括如下步骤：对从电网接收的或者利用风力发电机的电压来计算的电网的频率信息进行获取；接收风力发电机的转子速度信息；利用上述转子的速度信息来对风力发电机的动能进行计算；利用计算的动能来对风力发电机的个别的下垂系数进行计算；以及利用计算的下垂系数来对风力发电机进行控制。【专利说明】
本专利技术涉及一种控制风力发电厂的方法，更详细地，涉及一种在电网中产生如发电机跳闸一样的干扰的情况下，为了向电网迅速地补充不足的电能并恢复为正常运转状态而对风力发电机进行控制的方法。
技术介绍
如果在电网中产生如发电机跳闸或者负荷增加一样的干扰，电能会不足，因此电网的频率会减少。在国内，当频率变成为59Hz时，为了防止发电机的连续跳闸，启动低频减载(Under frequency load shedding, UFLS)继电器,从而切断6%的负荷，并且在每减少 0.2Hz时，额外地切断6%的负荷。由此，在产生干扰之后，电网的最低频率是决定系统可靠性的重要基准，并且为了防止负荷切断，不能将电力网的频率变成为59Hz以下。 目前主要使用为风力发电用的可变速风力发电机，为了根据风速产生最大输出，执行对转子速度进行控制的最大功率点跟踪(Maximum power point tracking, MPPT)控制。MPPT控制的执行与电网频率的变动无关，因此，当风力发电的需用率高时，电网的惯性会减少。由此，在电网中产生干扰时，频率下降变大，因此为了防止上述情况，需要风力发电机的频率控制功能。 提出了风力发电机可帮助电网频率恢复的许多方法。提出了如下方式:在用于风力发电机的MPPT执行的输出的基准值上增加根据电网频率变化率(Rate of change offrequency,R0C0F)回路(loop)所生成的基准值。上述方式在产生干扰后，临时排放存储于风力发电机的转子的能量，从而可帮助控制电网频率的下降，但是在产生干扰之后，变化率具有大值，从而对于频率恢复的贡献度大，但是随着时间的流逝，上述值逐渐减少，因此对于频率恢复的影响度也会减少。 另外，在大部分情况下，产生干扰后，根据运转中的同步机的惯性应答和下垂(droop)控制所产生的电量大于跳闸的发电机的容量。因此频率在下降后会反弹，并且频率变化率的符号变成相反。由此，上述方式到频率反弹之前为止可帮助进行频率恢复，但是在频率反弹后，由于变成相反的频率变化率的符号而使风力厂的输出会减少，并且其结果是减少了对于频率恢复的影响度。
技术实现思路
本专利技术是用于解决上述问题的，其目的在于，在产生干扰时，迅速地恢复频率，并且向电网提供更多电力。 为此，本专利技术的在一个实施例中包括如下步骤:对从电网接收的或者利用风力发电机的电压来计算的电网的频率信息进行获取；接收风力发电机的转子速度信息；利用上述转子的速度信息来对风力发电机的动能进行计算；利用计算的动能来对风力发电机的个别的下垂系数进行计算；以及利用计算的下垂系数来对风力发电机进行控制。 此时，计算下垂系数的步骤中，导出下垂系数，上述下垂系数使得风力发电机的动能和从风力发电机中输出的能量具有量的相互关系，并且将上述下垂系数的下限确定在不会使得风力发电机减速到最低运转速度以下的范围内。 另外，本专利技术的另一个实施例中，包括如下步骤:对从电网接收的或者利用风力发电机的电压来计算的电网的频率信息进行获取；对上述频率的每小时变化率进行计算；导出频率的最大变化率；以及在保持频率的最大变化率的状态下对风力发电机进行控制。控制步骤可包括如下:在生成风力发电机的有效电力基准值时，进行控制，以便保持利用频率的最大变化率生成的基准值。 此外，上述控制步骤中，对根据风力发电机的动能所变化的电网频率变化率下垂系数进行体现(reflect)，从而可对风力发电机进行控制。 另外，本专利技术的另一个实施例中，在如上所述的实施例的频率信息接收步骤之后，还包括如下步骤:接收风力发电机的转子速度信息；利用上述转子速度信息来对风力发电机的动能进行计算；以及利用计算的动能来对风力发电机的个别下垂系数进行计算，并且控制步骤可包括:利用计算的下垂系数，并且在保持频率的最大变化率的状态下对风力发电机进行控制。 根据上述实施例，本专利技术与现有技术相比，在产生干扰时，迅速地恢复频率，并且可向电网提供更多电力。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示本专利技术的风力发电厂惯性控制方法的一个实施例的流程图。 图2是将根据示出于图1的实施例的惯性控制方法表示为控制回路(loop)形式。 图3是表示用于模拟本专利技术的实施例的风力发电厂的模型的模拟图。 图4是将根据转子的速度的风力发电机的下垂系数整理为曲线图。 图5a至图5d是表示对图1的实施例进行模拟的结果的曲线图。 图6是表示根据本专利技术的另一个实施例的的流程图。 图7是将根据示出于图6的实施例的惯性控制方法表示为控制回路形式。 图8a至图8d是表示对图6的实施例进行模拟的结果的曲线图。 图9是表示根据本专利技术的一个实施例的的流程图。 图10是将根据示出于图9的实施例的惯性控制方法表示为控制回路形式。 图1la至图1ld是表示对图9的实施例进行模拟的结果的曲线图。 【具体实施方式】 在对本专利技术进行详细说明之前，本专利技术中所使用的“风力发电厂”用语是包括一个或者多个风力发电机的概念。换句话说，对一个风力发电机也使用风力发电厂用语来进行说明。 由此，控制风力发电厂的用语应理解为包括如下含义:不仅对包括有多个风力发电机的风力发电厂进行控制，而且对一个风力发电机进行控制，并且在风力发电厂自身为复数的情况下，控制各个风力发电厂也属于本专利技术的“风力发电厂控制”。另外，“风力发电厂的电压”的含义应理解为如下的概念:不仅包括个别风力发电机的电压，而且还包括根据风力发电机所构成的风力发电厂的电压。 本专利技术的惯性控制方法无限制地适用于控制风力发电机、风力发电厂方面，其范围不会被限制。 以下，参照附图，对本专利技术进行详细说明。 图1是表示本专利技术的的一个实施例的流程图。 本专利技术的，其包括如下步骤:对从风力发电机的电网接收的或者利用风力发电机的电压来计算的电网的频率信息进行获取；接收风力发电机的转子速度信息；利用上述转子速度信息来对风力发电机的动能进行计算；利用计算的动能来对风力发电机的个别下垂系数进行计算；以及利用计算的下垂系数来对风力发电机进行控制。 风力发电机的频率信息可通过附着于风力发电机内的传感器或者监控风力发电机的中央控制装置等获取。另外，为了感知风力发电机的转子根据什么样的速度来进行旋转，将转子速度可通过另外的传感器或者监控风力发电机的中央控制装置等进行确认。 接收转子速度信息，从而对风力发电机的动能进行计算，据此对风力发电机可排放的动能进行计算。 在产生干扰时，将风力发电机可产生的动能根据以下公式来进行计算。 jE'.— — ?,( ^ I 产-) Omin是风力发电机的最低运转速度。最终，上述中，Ei是第i风力发电机中风力发电机可产生的动能。 利用通过计算的动能来对各个风力发电机的个别下垂系数进行计算。下垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电厂的惯性控制方法，其特征在于，包括如下步骤：对从电网接收的或者利用风力发电机的电压来计算的电网的频率信息进行获取；接收风力发电机的转子速度信息；利用上述转子的速度信息来对风力发电机的动能进行计算；利用计算的动能来对风力发电机的个别的下垂系数进行计算；以及利用计算的下垂系数来对风力发电机进行控制。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜龙澈，金阧兖，李真植，金烟熙，金镇镐，
申请(专利权)人：全北大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR