【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力系统及其自动化，尤其涉及一种海上风电机组出力控制方法及相关装置。
技术介绍
1、风速具有随机性、波动性和间歇性。因此，小风电场风速往往也表现为最小风速、最大风速、平均风速、多年平均风速、计算平均风速、加权平均风速、数学平均风速等等表式形式。采用不同风速的表式形式，小风电场会获得不同装机容量水平。不同装机容量水平，在不同季节小风电场发电功率和发电量也往往不同，最优导致小风电站风能利用率、发电设备利用率、发电设备年最大利用小时数也不同。
2、在恒定风速或缓慢变化风速下，基于闭环转速控制的风电机组有功功率控制方法和基于预设功率给定的风电机组有功功率控制方法，都能够将风机调节到稳定平衡点。在该运行点处，风机气动功率、电磁功率和电网功率指令三者相等，从而既响应了电网功率指令，又维持了自身机电动态稳定。由于风机机组能够长时间运行在稳定平衡点，上述两类方法都能实现有功功率控制目标，且控制性能相近。
3、但是，在湍流风速的情况下，由于大惯量风轮固有的慢动态特性以及发电机额定容量和风机结构载荷的工程约束，风机很难持续运行在稳定平衡点，而是大部分处于跟踪稳定平衡点、不断变速的动态过程中。采用基于闭环转速控制的风电机组有功功率控制方法和基于预设功率给定的风电机组有功功率控制方法，控制性能变差，无法满足电网对海上风电给以期望的稳定出力需求。
技术实现思路
1、本申请提供了一种海上风电机组出力控制方法及相关装置，利用机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速等的单独调整
2、有鉴于此，本申请第一方面提供了一种海上风电机组出力控制方法，所述方法包括：
3、s1、获取海上风电机的环境参数以及运行数据，其中，所述环境参数包括：海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪，所述运行数据，包括：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速；
4、s2、根据所述环境参数以及所述运行数据构建海上风电机组的输出功率模型，基于所述输出功率模型构建海上风电机组实时出力表示模型；
5、s3、基于所述输出功率模型，以风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速为调整参数，构建海上风电机组出力的多参数调整模型；
6、s4、设置风电机组所在区域风速边界系数从而得到若干个风速变化等级，根据所述风速变化等级，并基于所述多参数调整模型构建以所述调整参数中的任意一个、或任意两个、或三个为主控制参数对应的风电机组输出功率控制方法。
7、可选地，所述海上风电机组出力的多参数调整模型，具体为：
8、δpswi(t)＝kswi1(t)δpswi1(t)+kswi2(t)δpswi2(t)+kswi3(t)δpswi3(t)；
9、式中，δpswi1、δpswi2、δpswi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速调控相关的输出功率调控量分量，kswi1、kswi2、kswi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速的调控系数。
10、可选地，所述风速变化等级，具体包括：风速小变化、风速中变化、风速大变化和风速极大变化。
11、可选地，当以所述调整参数中的任意一个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法，具体包括：
12、在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为主单一参数调整，以发电机电磁转矩和风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
13、
14、在所述风速中变化的场景中，以所述发电机电磁转矩作为主单一参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
15、
16、在所述风速大变化的场景中，以所述风轮转速作为主单一参数调整，以发电机电磁转矩和所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
17、
18、在所述风速大变化的场景中，以所述风轮转速作为主单一参数调整，以所述发电机电磁转矩和所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行大范围微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
19、
20、式中，为输出功率调控量。
21、可选地，当以所述调整参数中的任意两个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法；具体包括：
22、在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩作为主参数调整，以所述风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
23、
24、在所述风速中变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述风轮转速作为主参数调整，以所述发电机电磁转矩作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
25、
26、在所述风速大变化的场景中，以所述发电机电磁转矩和所述风轮转速作为主参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
27、
28、在所述风速极大变化的场景中，以所述发电机电磁转矩和所述风轮转速作为主参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行大范围调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
29、
30、式中，为输出功率调控量。
31、可选地，当以所述调整参数中的三个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法，
32、在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行小范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
33、
34、在所述风速中变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行中范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
35、
36、在所述风速大变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行大范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
37、
38、在所述风速极大变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行极大范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
39、
40、式中，为输出功率调控量。
41、本申请第二方面提供一种海上风电机组出力控制系统，所述系统包括：
42、获取单元，用于获取海上风电机的环境参数以及运行数据，其中，所述环境参数包括：海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪，所述运行数据，包括：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速；
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【技术保护点】
1.一种海上风电机组出力控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，所述海上风电机组出力的多参数调整模型，具体为：
3.根据权利要求2所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，所述风速变化等级，具体包括：风速小变化、风速中变化、风速大变化和风速极大变化。
4.根据权利要求3所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，当以所述调整参数中的任意一个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法，具体包括：
5.根据权利要求3所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，当以所述调整参数中的任意两个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法；具体包括：
6.根据权利要求3所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，当以所述调整参数中的三个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法，
7.一种海上风电机组出力控制系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的海上风电机组出力控制系统，其特征在于，所述海上风电机组出力的多参数调整模型，具体为：
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