CN107152377A - 对风力发电机组的输出功率进行控制的方法和设备 - Google Patents

对风力发电机组的输出功率进行控制的方法和设备 Download PDF

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Abstract

提供一种对风力发电机组的输出功率进行控制的方法和设备。所述方法包括：预测风力发电机组的转速；基于预测的转速，确定调频剩余时间，其中，调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出调频功率的时间；根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。

Description

对风力发电机组的输出功率进行控制的方法和设备
技术领域
本发明涉及风力发电领域。更具体地讲，涉及一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率进行控制的方法和设备。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到重视，风力发电机组的装机量也不断增加。风力发电机组能够风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电能。在风力发电机组的一次调频过程中，需要提升风力发电机组的输出功率并持续规定的时间。一次调频结束后，风力发电机组需要将一次调频期间的释放的转子动能恢复到原有水平，需要重新存储转子动能，这会导致功率的下降。如果在一次调频期间，风速突然下降，就意味着需要释放更多的转子动能去提升输出功率以保证规定的持续时间，这可能导致风力发电机组在结束一次调频后的恢复期间内的输出功率大幅下降。
发明内容
本发明提供一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率进行控制的方法和设备，可以避免风力发电机组在结束一次调频后的恢复期间出现问题。
本发明的一方面提供一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率进行控制的方法，所述方法包括：预测风力发电机组的转速；基于预测的转速，确定调频剩余时间，其中，调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出作为输出功率的用于一次调频的调频功率的时间；根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。
可选地，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的步骤包括：在调频剩余时间降为预定值之前，停止对输出功率的提升。
可选地，预测风力发电机组的转速的步骤包括：迭代地使用当前时刻的风力发电机组的转速和当前时刻的调频功率来预测下一时刻的风力发电机组的下一转速，当前时刻与下一时刻相隔预定时间步长，确定调频剩余时间的步骤包括：每次预测出转速时确定预测出的转速是否满足预定条件；当任意一预测出的转速满足预定条件时，确定已经经过的预定时间步长的数量；计算所述数量与预定时间步长的乘积作为调频剩余时间。
可选地，根据当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩、与当前时刻的调频功率有关的当前时刻的电机电磁转矩、预定时间步长、转子转动惯量来预测预定时间步长后的下一转速。
可选地，在预测第一预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的风力发电机组的气动机械转矩以及当前时刻的风力发电机组的电机电磁转矩为实测值，在预测第n预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩以及当前时刻的电机电磁转基于预测的第n-1预定时间步长后的转速获得，其中，n为大于1的自然数。
可选地，预测的预定时间步长后的下一转速为：当前时刻的气动机械转矩与当前时刻的电机电磁转矩之差被预定时间步长与转子转动惯量之比加权后的结果与当前时刻的转速的和。
可选地，所述预定条件为：基于所述任意一预测出的转速确定的风力发电机组的气动机械转矩大于被预定因子加权后的最低输出功率与所述任意一预测出的转速之比，其中，最低输出功率为风力发电机组在一次调频后的恢复过程所允许的最小的输出功率。
可选地，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的步骤包括：调整调频功率，使得确定的调频剩余时间尽可能接近一次调频要求的剩余调频时间。
可选地，以预定时间间隔周期性地调整调频功率。
可选地，调整调频功率的步骤包括：(A1)判断确定的调频剩余时间是否小于一次调频要求的剩余调频时间；如果确定的调频剩余时间小于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A2)设定小于当前的调频功率的功率值；(A3)在假设设定的功率值为调频功率的情况下，再次预测风力发电机组的转速，并基于再次预测的转速再次确定调频剩余时间确定调频剩余时间，并返回步骤(A1)；如果确定的调频剩余时间大于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A4)设定大于当前的调频功率的功率值，并返回步骤(A3)；如果确定的调频剩余时间等于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A5)将当前的功率值作为调频功率。
可选地，第一次设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例大于第一次之后设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例，第一次设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例大于第一次之后设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例。
可选地，当在预定时间间隔结束时确定的调频剩余时间不等于一次调频要求的剩余调频时间时，将最后一次设定的功率值作为调频功率。
可选地，当前时刻的电机电磁转矩为当前时刻的调频功率与当前时刻的转速之比。
可选地，所述预定时间间隔小于所述预定时间步长。
本发明的另一方面提供一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率的提升进行控制的设备，所述设备包括：转速预测单元，预测风力发电机组的转速；剩余时间预测单元，基于预测的转速，确定调频剩余时间，其中，调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出作为输出功率的用于一次调频的调频功率的时间；控制单元，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。
可选地，控制单元在调频剩余时间降为预定值之前，停止对输出功率的提升。
可选地，转速预测单元迭代地使用当前时刻的风力发电机组的转速和当前时刻的调频功率来预测下一时刻的风力发电机组的下一转速，当前时刻与下一时刻相隔预定时间步长，剩余时间预测单元在每次预测出转速时确定预测出的转速是否满足预定条件；当任意一预测出的转速满足预定条件时，确定已经经过的预定时间步长的数量；计算所述数量与预定时间步长的乘积作为调频剩余时间。
可选地，转速预测单元根据当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩、与当前时刻的调频功率有关的当前时刻的电机电磁转矩、预定时间步长、转子转动惯量来预测预定时间步长后的下一转速。
可选地，在预测第一预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的风力发电机组的气动机械转矩以及当前时刻的风力发电机组的电机电磁转矩为实测值，在预测第n预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩以及当前时刻的电机电磁转矩基于预测的第n-1预定时间步长后的转速获得，其中，n为大于1的自然数。
可选地，预测的预定时间步长后的下一转速为：当前时刻的气动机械转矩与当前时刻的电机电磁转矩之差被预定时间步长与转子转动惯量之比加权后的结果与当前时刻的转速的和。
可选地，所述预定条件为：基于所述任意一预测出的转速确定的风力发电机组的气动机械转矩大于被预定因子加权后的最低输出功率与所述任意一预测出的转速之比，其中，最低输出功率为风力发电机组在一次调频后的恢复过程所允许的最小的输出功率。
可选地，控制单元调整调频功率，使得确定的调频剩余时间尽可能接近一次调频要求的剩余调频时间。
可选地，控制单元以预定时间间隔周期性地调整调频功率。
可选地，控制单元通过以下步骤来调整调频功率：(A1)判断确定的调频剩余时间是否小于一次调频要求的剩余调频时间；如果确定的调频剩余时间小于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A2)设定小于当前的调频功率的功率值；(A3)在假设设定的功率值为调频功率的情况下，再次预测风力发电机组的转速，并基于再次预测的转速再次确定调频剩余时间确定调频剩余时间，并返回步骤(A1)；如果确定的调频剩余时间大于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A4)设定大于当前的调频功率的功率值，并返回步骤(A3)；如果确定的调频剩余时间等于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A5)将当前的功率值作为调频功率。
可选地，第一次设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例大于第一次之后设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例，第一次设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例大于第一次之后设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例。
可选地，当在预定时间间隔结束时确定的调频剩余时间不等于一次调频要求的剩余调频时间时，控制单元将最后一次设定的功率值作为调频功率。
可选地，当前时刻的电机电磁转矩为当前时刻的调频功率与当前时刻的转速之比。
可选地，所述预定时间间隔小于所述预定时间步长。
本发明的另一方面提供一种在风力发电机组的控制系统，所述控制系统包括：处理器；存储器，存储有计算机可读代码，当所述计算机可读代码被处理器执行时，执行上面所述的方法。
本发明的另一方面提供一种其中存储有计算机可读代码的计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码被执行时执行上面所述的方法。
根据本发明的在风力发电机组的一次调频过程对输出功率进行控制的方法和设备，通过动态调整一次调频时的输出功率，进而可以确保在整个一次调频过程中均能提升风力发电机组的输出功率，同时避免了风力发电机组在结束一次调频后的恢复期间内由于重新存储转子动能而导致输出功率下降过多的问题。
将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本发明的实施例的在风力发电机组的一次调频过程对输出功率的提升进行控制的方法的流程图；
图2示出根据本发明的实施例的确定调频剩余时间的方法的流程图；
图3示出根据本发明的实施例的根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的方法的流程图；
图4示出根据本发明的在风力发电机组的一次调频过程对输出功率的提升进行控制的设备的框图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，其中，一些示例性实施例在附图中示出。
风力发电机组在一次调频过程中，当需要提升输出功率时，确定用于一次调频的调频功率作为输出功率。风力发电机组在执行输出调频功率时，可通过本发明的方法对调频功率进行控制。
图1示出根据本发明的实施例的在风力发电机组的一次调频过程对输出功率的提升进行控制的方法的流程图。
在步骤S110，预测风力发电机组的转速。
在本发明的一个实施例中，迭代地使用当前时刻的风力发电机组的转速和当前时刻的调频功率来预测下一时刻的风力发电机组的下一转速，当前时刻与下一时刻相隔预定时间步长。换言之，预测相隔预定时间步长的时刻处的转速。相邻预测的两个转速各自所对应的时刻相隔预定时间步长。对于预测相邻的两个时刻的转速的情况，这两个时刻相隔预定时间步长。例如，在转速的两次相邻的预测中，预测出在当前时刻T(n)处的转速ω(n)以及在下一时刻T(n+1)处的转速ω(n+1)，T(n+1)-T(n)为Ts(这里，Ts为所述预定时间步长)。这样，可以使用预测出的转速继续预测下一转速。
在本发明的一个优选实施例中，可根据当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩、与当前时刻的调频功率有关的当前时刻的电机电磁转矩、预定时间步长、转子转动惯量来预测预定时间步长后的下一转速。当前时刻的电机电磁转矩为当前时刻的调频功率与当前时刻的转速之比。预测的预定时间步长后的下一转速为：当前时刻的气动机械转矩与当前时刻的电机电磁转矩之差被预定加权值加权后的结果与当前时刻的转速的和，所述预定加权值为预定时间步长与转子转动惯量之比。可通过下面的式(1)来实现转速的预测。
其中，ω(n+1)为下一时刻的转速，Ts为预定时间步长，J为转子的转动惯量，τaero[n]为当前时刻的气动机械转矩，τgen[n]为当前时刻的电机电磁转矩，ω(n)为当前时刻的转速。
在一个示例中，可基于当前时刻的转速ω(n)确定当前时刻的气动机械转矩τaero[n]和为当前时刻的电机电磁转矩τgen[n]。例如，可基于下面的式(2)和(3)来确定。
其中，Pboost[n]为当前时刻的调频功率。
其中，ρ为空气密度，A为风力发电机组的叶轮面扫风面积，Cp为风能系数，λ[n]为当前时刻的叶尖速比，β[n]为当前时刻的桨距角角度，v为有效风速。
这里，可基于现有的各种方案来确定当前时刻的叶尖速比以及当前时刻的桨距角角度。例如，可基于当前时刻的转速ω(n)确定，不再赘述。应该理解，式(2)和(3)仅是示例性的，也可基于其他的方案来确定当前时刻的气动机械转矩τaero[n]和为当前时刻的电机电磁转矩τgen[n]。
应该理解，在预测第一预定时间步长后的转速时(此时，n＝1)使用的当前时刻的转速、当前时刻的风力发电机组的气动机械转矩、当前时刻的风力发电机组的电机电磁转矩为实测值；
在预测第n(此时，n为大于1的自然数)预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩、当前时刻的电机电磁转矩基于预测的第n-1预定时间步长后的转速获得。
在步骤S120，基于预测的转速，确定调频剩余时间。调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出作为输出功率的用于一次调频的调频功率的时间。
具体地说，每次预测出转速时确定预测出的转速是否满足预定条件；当任意一预测出的转速满足预定条件时，确定已经经过的预定时间步长的数量(即，已经预测转速的迭代次数)；计算所述数量与预定时间步长的乘积作为调频剩余时间。
在一个优选实施例中，所述预定条件为：基于所述任意一预测出的转速确定的风力发电机组的气动机械转矩大于被预定因子加权后的最低输出功率与所述任意一预测出的转速之比。这里，最低输出功率为风力发电机组在一次调频后的恢复过程所允许的最小的输出功率。例如，所述条件可被表示为下面的不等式(4)：
其中，τaero[n+1]为基于预测的转速风力发电机组的气动机械转矩，ω(n+1)确定的γ为预定因子，Prec为最低输出功率。
将在后面基于图2描述通过步骤S110和S120确定调频剩余时间的一个示例的详细流程。
图2示出根据本发明的实施例的确定调频剩余时间的方法的流程图。
在步骤S210，使用当前时刻T(n)的风力发电机组的转速ω(n)来预测下一时刻T(n+1)的风力发电机组的下一时刻的转速ω(n+1)。
在步骤S220，确定转速ω(n+1)是否满足预定条件。
当确定转速ω(n+1)不满足预定条件时，在步骤S230，使得n＝n+1，并返回步骤S210，从而使用最新预测出的转速来预测下一时刻的转速。
当确定转速ω(n+1)满足预定条件时，在步骤S240，确定n的当前值与n的初始值之差与1的和，从而得到已经经过的预定时间步长的数量m。
在步骤S250，计算数量m与预定时间步长Ts的乘积，作为调频剩余时间。
可在一次调频的功率提升期间周期性地执行步骤S110和S120(例如，图2所示的流程)，以提供最新的预测数据供后续步骤使用。
在步骤S130，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。
在一个实施例中，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的步骤包括：在调频剩余时间降为预定值之前，停止对输出功率的提升。例如，停止一次调频或者将输出功率从调频功率恢复为一次调频前的输出功率等。这里，预定值可以为大于或等于零的时间长度。
在另一实施例中，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的步骤包括：调整调频功率，使得确定的调频剩余时间尽可能接近一次调频要求的剩余调频时间。可以以预定时间间隔Tin周期性地调整调频功率。在一个优选实施例中，调整调频功率的频率可以是风力发电机组的控制器的采样频率，例如，50Hz。此时，预定时间间隔Tin为1/50秒。
下面参照图3描述根据本发明的实施例的根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的方法的流程图。
参照图3，在步骤S310，判断确定的调频剩余时间Tremain是否小于一次调频要求的剩余调频时间Treq。
一次调频要求的剩余调频时间Treq是指完成一次调频还需要继续输出调频功率的时间。
如果在步骤S310判断确定的调频剩余时间Tremain小于一次调频要求的剩余调频时间Treq，则在步骤S320设定小于当前的调频功率的功率值。
在步骤S330，在假设设定的功率值为调频功率的情况下，再次预测风力发电机组的转速，并基于再次预测的转速再次确定调频剩余时间确定调频剩余时间，并返回步骤S310。
可基于步骤S110和S120来再次预测风力发电机组的转速并再次确定调频剩余时间确定调频剩余时间，在此期间，使用设定的功率值作为当前时刻的调频功率。
如果在步骤S310判断确定的调频剩余时间大于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤S340，设定大于当前的调频功率的功率值，并返回步骤S330。
如果在步骤S310判断确定的调频剩余时间等于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤S350将当前的功率值作为调频功率。
在一个优选实施例中，在图2的方法之中第一次设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例大于第一次之后设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例，第一次设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例大于第一次之后设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例。
例如，第一次设定的小于当前的调频功率Pboost的功率值可被表示为：Pboost×(100％-Δiter)；第一次之后设定的小于当前的调频功率的功率值可被表示为：Pboost×(100％-Δiter/2)。第一次设定的大于当前的调频功率的功率值可被表示为：Pboost×(100％+Δiter)；第一次之后设定的大于当前的调频功率的功率值可被表示为：Pboost×(100％+Δiter/2)其中，Δiter为正值。
此外，当在预定时间间隔结束时确定的调频剩余时间不等于一次调频要求的剩余调频时间时，将最后一次设定的功率值作为调频功率。
优选地，在本发明中，所述预定时间间隔Tin小于所述预定时间步长Ts。在此情况下，不需要随时间针对每次调整调频功率来预测调频剩余时间，降低了计算量。
图4示出根据本发明的在风力发电机组的一次调频过程对输出功率的提升进行控制的设备的框图。
如图4所示，根据本发明的在风力发电机组的一次调频过程对输出功率的提升进行控制的设备400包括：转速预测单元410、剩余时间预测单元420和控制单元430。
转速预测单元410预测风力发电机组的转速。在本发明的一个实施例中，转速预测单元410迭代地使用当前时刻的风力发电机组的转速和当前时刻的调频功率来预测下一时刻的风力发电机组的下一转速，当前时刻与下一时刻相隔预定时间步长。换言之，预测相隔预定时间步长的时刻处的转速。相邻预测的两个转速各自所对应的时刻相隔预定时间步长。对于预测相邻的两个时刻的转速的情况，这两个时刻相隔预定时间步长。例如，在转速的两次相邻的预测中，预测出在当前时刻T(n)处的转速ω(n)以及在下一时刻T(n+1)处的转速ω(n+1)，T(n+1)-T(n)为Ts(这里，Ts为所述预定时间步长)。
在本发明的一个优选实施例中，可根据当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩、与当前时刻的调频功率有关的当前时刻的电机电磁转矩、预定时间步长、转子转动惯量来预测预定时间步长后的下一转速。当前时刻的电机电磁转矩为当前时刻的调频功率与当前时刻的转速之比。预测的预定时间步长后的下一转速为：当前时刻的气动机械转矩与当前时刻的电机电磁转矩之差被预定时间步长与转子转动惯量之比加权后的结果与当前时刻的转速的和。可通过上面的式(1)来实现转速的预测。
剩余时间预测单元120基于预测的转速，确定调频剩余时间。调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出作为输出功率的用于一次调频的调频功率的时间。
具体地说，在每次预测出转速时剩余时间预测单元120确定预测出的转速是否满足预定条件；当任意一预测出的转速满足预定条件时，确定已经经过的预定时间步长的数量(即，已经预测转速的迭代次数)；计算所述数量与预定时间步长的乘积作为调频剩余时间。
在一个优选实施例中，所述预定条件为：基于所述任意一预测出的转速确定的风力发电机组的气动机械转矩大于被预定因子加权后的最低输出功率与所述任意一预测出的转速之比。这里，最低输出功率为风力发电机组在一次调频后的恢复过程所允许的最小的输出功率。例如，所述条件可被表示为上面的不等式(4)。
在一个优选实施例中，转速预测单元410和剩余时间预测单元420可配合执行图2描述的确定调频剩余时间的一个示例。
控制单元430根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。
在一个实施例中，控制单元430在调频剩余时间降为预定值之前，停止对输出功率的提升。例如，停止一次调频或者将输出功率从调频功率恢复为一次调频前的输出功率等。这里，预定值可以为大于或等于零的时间长度。
在另一实施例中，控制单元430调整调频功率，使得确定的调频剩余时间尽可能接近一次调频要求的剩余调频时间。可以以预定时间间隔Tin周期性地调整调频功率。例如，控制单元430可基于图3所示的方式来调整调频功率。
根据本发明的一个实施例，还提供一种在风力发电机组的控制系统。所述控制系统包括处理器和存储器，存储器存储有计算机可读代码，当所述计算机可读代码被处理器执行时，执行根据本发明的实施例的在风力发电机组的一次调频过程对输出功率的提升进行控制的方法。
此外，应该理解，根据本发明示例性实施例的设备中的各个单元可被实现硬件组件和/或软件组件。本领域技术人员根据限定的各个单元所执行的处理，可以例如使用现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)来实现各个单元。
此外，根据本发明示例性实施例的方法可以被实现为计算机可读记录介质中的计算机代码。本领域技术人员可以根据对上述方法的描述来实现所述计算机代码。当所述计算机代码在计算机中被执行时实现本发明的上述方法。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (30)

1.一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率进行控制的方法，其特征在于，所述方法包括：
预测风力发电机组的转速；
基于预测的转速，确定调频剩余时间，其中，调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出作为输出功率的用于一次调频的调频功率的时间；
根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的步骤包括：在调频剩余时间降为预定值之前，停止对输出功率的提升。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预测风力发电机组的转速的步骤包括：迭代地使用当前时刻的风力发电机组的转速和当前时刻的调频功率来预测下一时刻的风力发电机组的转速，当前时刻与下一时刻相隔预定时间步长，
确定调频剩余时间的步骤包括：每次预测出转速时确定预测出的转速是否满足预定条件；当任意一预测出的转速满足预定条件时，确定已经经过的预定时间步长的数量；计算所述数量与预定时间步长的乘积作为调频剩余时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩、与当前时刻的调频功率有关的当前时刻的电机电磁转矩、预定时间步长、转子转动惯量来预测预定时间步长后的转速。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在预测第一预定时间步长后的转速时所使用的当前时刻的转速、当前时刻的风力发电机组的气动机械转矩以及当前时刻的风力发电机组的电机电磁转矩为实测值，
在预测第n预定时间步长后的转速时所使用的当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩以及当前时刻的电机电磁转矩基于预测的第n-1预定时间步长后的转速获得，其中，n为大于1的自然数。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，预测的预定时间步长后的转速为：当前时刻的气动机械转矩与当前时刻的电机电磁转矩之差被预定加权值加权后的结果与当前时刻的转速的和，所述预定加权值为预定时间步长与转子转动惯量之比。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定条件为：基于任意一预测出的转速确定的风力发电机组的气动机械转矩大于被预定因子加权后的最低输出功率与所述任意一预测出的转速之比，
其中，最低输出功率为风力发电机组在一次调频后的恢复过程所允许的最小的输出功率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制的步骤包括：
调整调频功率，使得确定的调频剩余时间尽可能接近一次调频要求的剩余调频时间。
9.根据权利要求3或8所述的方法，其特征在于，以预定时间间隔周期性地调整调频功率。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，调整调频功率的步骤包括：
(A1)判断确定的调频剩余时间是否小于一次调频要求的剩余调频时间；
如果确定的调频剩余时间小于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A2)设定小于当前的调频功率的功率值；
(A3)在所述设定的功率值为调频功率的情况下，再次预测风力发电机组的转速，并基于再次预测的转速再次确定调频剩余时间确定调频剩余时间，并返回步骤(A1)；
如果确定的调频剩余时间大于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A4)设定大于当前的调频功率的功率值，并返回步骤(A3)；
如果确定的调频剩余时间等于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A5)将当前的功率值作为调频功率。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，第一次设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例大于第一次之后设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例以及第一次设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例大于第一次之后设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当在预定时间间隔结束时确定的调频剩余时间不等于一次调频要求的剩余调频时间时，将最后一次设定的功率值作为调频功率。
13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当前时刻的电机电磁转矩为当前时刻的调频功率与当前时刻的转速之比。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预定时间间隔小于所述预定时间步长。
15.一种在风力发电机组的一次调频过程对输出功率的提升进行控制的设备，其特征在于，所述设备包括：
转速预测单元，预测风力发电机组的转速；
剩余时间预测单元，基于预测的转速，确定调频剩余时间，其中，调频剩余时间是指在不影响风力发电机组在一次调频后的恢复的情况下风力发电机组还能持续输出作为输出功率的用于一次调频的调频功率的时间；
控制单元，根据确定的调频剩余时间对输出功率的提升进行控制。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，控制单元在调频剩余时间降为预定值之前，停止对输出功率的提升。
17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，转速预测单元迭代地使用当前时刻的风力发电机组的转速和当前时刻的调频功率来预测下一时刻的风力发电机组的下一转速，当前时刻与下一时刻相隔预定时间步长，
剩余时间预测单元在每次预测出转速时确定预测出的转速是否满足预定条件；当任意一预测出的转速满足预定条件时，确定已经经过的预定时间步长的数量；计算所述数量与预定时间步长的乘积作为调频剩余时间。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，转速预测单元根据当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩、与当前时刻的调频功率有关的当前时刻的电机电磁转矩、预定时间步长、转子转动惯量来预测预定时间步长后的下一转速。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，在预测第一预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的风力发电机组的气动机械转矩以及当前时刻的风力发电机组的电机电磁转矩为实测值，
在预测第n预定时间步长后的转速时使用的当前时刻的转速、当前时刻的气动机械转矩以及当前时刻的电机电磁转矩基于预测的第n-1预定时间步长后的转速获得，其中，n为大于1的自然数。
20.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，预测的预定时间步长后的转速为：当前时刻的气动机械转矩与当前时刻的电机电磁转矩之差被预定加权值加权后的结果与当前时刻的转速的和，所述预定加权值为预定时间步长与转子转动惯量之比。
21.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述预定条件为：基于所述任意一预测出的转速确定的风力发电机组的气动机械转矩大于被预定因子加权后的最低输出功率与所述任意一预测出的转速之比，
其中，最低输出功率为风力发电机组在一次调频后的恢复过程所允许的最小的输出功率。
22.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，控制单元调整调频功率，使得确定的调频剩余时间尽可能接近一次调频要求的剩余调频时间。
23.根据权利要求17或22所述的设备，其特征在于，控制单元以预定时间间隔周期性地调整调频功率。
24.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，控制单元通过以下步骤来调整调频功率：
(A1)判断确定的调频剩余时间是否小于一次调频要求的剩余调频时间；
如果确定的调频剩余时间小于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A2)设定小于当前的调频功率的功率值；
(A3)在假设设定的功率值为调频功率的情况下，再次预测风力发电机组的转速，并基于再次预测的转速再次确定调频剩余时间确定调频剩余时间，并返回步骤(A1)；
如果确定的调频剩余时间大于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A4)设定大于当前的调频功率的功率值，并返回步骤(A3)；
如果确定的调频剩余时间等于一次调频要求的剩余调频时间，则在步骤(A5)将当前的功率值作为调频功率。
25.根据权利要求24所述的设备，其特征在于，第一次设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例大于第一次之后设定的小于当前的调频功率的功率值的减小比例，第一次设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例大于第一次之后设定的大于当前的调频功率的功率值的增大比例。
26.根据权利要求24所述的设备，其特征在于，当在预定时间间隔结束时确定的调频剩余时间不等于一次调频要求的剩余调频时间时，控制单元将最后一次设定的功率值作为调频功率。
27.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，当前时刻的电机电磁转矩为当前时刻的调频功率与当前时刻的转速之比。
28.根据权利要求24所述的设备，其特征在于，所述预定时间间隔小于所述预定时间步长。
29.一种在风力发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
处理器；
存储器，存储有计算机可读代码，当所述计算机可读代码被处理器执行时，执行权利要求1至14中的任意一项所述的方法。
30.一种其中存储有计算机可读代码的计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码被执行时执行权利要求1至14中的任意一项所述的方法。
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