CN109936150B - 一种虚拟惯量控制的优化控制方法、装置及其控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种虚拟惯量控制的优化控制方法、装置及其控制器，所述方法包括：根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值；利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制。本发明提供的方法控制器及装置能够解决大量风电并网带来的电力系统运行稳定性的问题，且改善目前控制输入为频率变化率带来的噪声问题，进一步提高系统频率的稳定性。

Description

一种虚拟惯量控制的优化控制方法、装置及其控制器

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种虚拟惯量控制的优化控制方法、装置及其控制器。

背景技术

随着风力发电在电力系统中比例越来越高，其对电力系统的影响也日益显著。双馈风电机组通过变流器与电网连接，与系统频率完全解耦，当系统频率发生扰动时，其并不具备类似同步机惯量调频的能力，对系统频率进行支撑，同时由于风的随机性，风力发电向电网注入的发电量具有不确定性，更是加剧了这种现象。

当系统频率发生变化时，常规同步发电机依次发生惯量响应、一次调频、二次调频。惯量响应与系统频率变化率正相关，在系统频率变化的瞬间，可快速向电网注入有功功率的能力，直至一次调频被激活。惯量是物体的本质属性，与质量块的大小有关。质量块越大，惯量能力越大，反之越小。

双馈风电机组具备质量大的特点，且蕴含动量能力巨大，包含叶片、齿轮箱、发电机的动能。若采用与常规同步机相同的惯量响应控制方式，控制的输入为变化率，由于实际中电网频率容易受到噪声影响，微分后更是进一步放大，不易控制。且当系统频率在低于/高于正常频率，但在恢复正常频率的过程中，由于频率变化率符号改变，机组惯量释放/吸收也会改变，不具备持续性与稳定性。

发明内容

本发明提供一种虚拟惯量控制的优化控制方法、装置及其控制器，其目的是解决大量风电并网带来的电力系统运行稳定性的问题，且改善目前控制输入为频率变化率带来的噪声问题，进一步提高系统频率的稳定性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种虚拟惯量控制的优化控制方法，其改进之处在于，所述方法包括：

根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值；

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制。

优选的，所述根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值，包括：

按下式确定所述惯量响应转速控制计算附加转速值△w：

其中，w_meas为发电机转速平均值；J为风电机组的整体惯量，单位kg*m²；K_w为附加转矩比例系数；△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref，f为电网频率，f_ref为频率差值50Hz。

优选的，所述根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值，包括：

按下式确定所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值△T：

△T＝K_T△f-T_meas

其中，K_T为附加转矩比例系数；T_meas为测量电磁转矩。

优选的，所述利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制，包括：

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入；

利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出；

其中，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入为发电机转速平均值与原始机组目标转速的差值，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出为风电机组转矩给定值。

优选的，所述利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入，包括：

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入w_meas-w_ref修正为w_meas-w_ref+△w；

所述利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出，包括：

利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出T_ref修正为T_ref-△T；

其中，w_meas为发电机转速平均值；w_ref为原始机组目标转速；△w为惯量响应转速控制计算附加转速值；T_ref为原始机组转矩；△T为惯量响应转矩控制计算附加转矩值。

一种双馈风电机组的虚拟惯量控制的优化控制方法的控制器，其改进之处在于，所述控制器包括：电网频率检测模块，虚拟惯量转速控制器，虚拟惯量转矩控制器，第一加法器，第二加法器和第一限幅控制器，常规机组转矩控制器；

所述电网频率检测模块，用于采集电网频率，并将所述电网频率输入至所述虚拟惯量转速控制器和虚拟惯量转矩控制器；

所述电网频率检测模块分别与所述虚拟惯量转速控制器的输入端和虚拟惯量转矩控制器的输入端相连；

所述虚拟惯量转速控制器的输出端与第一加法器的输入端相连；

所述虚拟惯量转矩控制器的输出端与第二加法器的输入端相连；

所述第二加法器的输出端与所述第一限幅控制器相连；

所述第一加法器、所述常规机组转矩控制器、第二加法器和第一限幅控制器依次连接；

所述虚拟惯量转速控制器的传递函数为惯量响应转速控制计算附加转速值的计算方程，其输入信号包括：电网频率f和发电机转速平均值w_meas，其输出信号包括：惯量响应转速控制计算附加转速值△w；

所述虚拟惯量转矩控制器的传递函数为惯量响应转矩控制计算附加转矩值的计算方程，其输入信号包括：电网频率f和测量电磁转矩T_meas，其输出信号包括：惯量响应转矩控制计算附加转矩值△T；

所述第一加法器的输入端的输入信号包括：+w_meas、-w_ref和+△w，所述第二加法器的输入端的输入信号包括：+T_ref和-△T；

其中，w_ref为原始机组目标转速；T_ref为原始机组转矩。

优选的，所述虚拟惯量转速控制器包括依次连接的第三加法器、第一死区控制器、低通滤波器、第一比例控制器、积分控制器、第四加法器和第二限幅控制器；

所述第三加法器的输入端的输入信号包括：f和-f_ref；

所述第四加法器的输入端的输入信号包括：-∫K_w△fdt和+w_meas；

其中，K_w为附加转矩比例系数；△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref，f_ref为频率差值50Hz。

优选的，所述虚拟惯量转矩控制器包括依次连接的第五加法器、第二死区控制器、高通滤波器、第二比例控制器、第六加法器和第三限幅控制器；

所述第五加法器的输入端的输入信号包括：+f和-f_ref；

所述第六加法器的输入端的输入信号包括：+K_T△f和-T_meas；

其中，K_T为附加转矩比例系数，△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref，f_ref为频率差值50Hz。

一种双馈风电机组的虚拟惯量控制的优化控制装置，其改进之处在于，所述装置包括：

计算模块：用于根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值；

修正模块：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制。

优选的，所述计算模块包括第一计算单元，用于：

按下式确定所述惯量响应转速控制计算附加转速值△w：

其中，w_meas为发电机转速平均值；J为风电机组的整体惯量，单位kg*m²；K_w为附加转矩比例系数；△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref得来，f为电网频率，f_ref为频率差值50Hz。

优选的，所述计算模块还包括第二计算单元，用于：

按下式确定所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值△T：

△T＝K_T△f-T_meas

其中，K_T为附加转矩比例系数；T_meas为测量电磁转矩。

优选的，所述修正模块，包括：

第一修正单元：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入；

第二修正单元：用于利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出；

其中，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入为发电机转速平均值与原始机组目标转速的差值，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出为风电机组转矩给定值。

优选的，所述修正模块，包括：

第一修正单元：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入w_meas-w_ref修正为w_meas-w_ref+△w；

第二修正单元：用于利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出T_ref修正为T_ref-△T；

其中，w_meas为发电机转速平均值；w_ref为原始机组目标转速；△w为惯量响应转速控制计算附加转速值；T_ref为原始机组转矩；△T为惯量响应转矩控制计算附加转矩值。

与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的技术方案能够根据系统频率变化可快速提供频率支撑；

2、本发明提供的技术方案能够惯量响应的控制输入为频率偏差量，所以在频率持续高于/低于正常频率时，机组在不影响自身运行情况下，可对系统频率进行持续有效支撑；

3、本发明提供的技术方案能够采用转矩与转速同时控制的方法，实现常规控制环与惯量响应控制环平滑过渡；

4、本发明提供的技术方案能够对转矩控制和转速控制进行限幅限斜率，保证不影响机组与变流器的有效运行。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种虚拟惯量控制的优化控制方法的流程图；

图2是本发明实施例中的一种双馈风电机组的虚拟惯量控制的优化控制控制器的结构图；

图3是本发明实施例中的一种虚拟惯量转速控制器的结构图；

图4是本发明实施例中的一种虚拟惯量转矩控制器的结构图；

图5是本发明实施例中的一种双馈风电机组的虚拟惯量控制的优化控制装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

双馈风力发电机组其转子通过换流器与电网连接，造成转子转速与系统频率解耦，对系统的惯量没有贡献，无法为频率控制提供支撑。风电机组动能包括叶片、齿轮箱、发电机的动能，具有大量的动能。由于变速风电机组采用了电力电子变换器，风电机组能够快速的控制响应效果，因此考虑模拟常规同步机的惯量特性。但常规同步机的惯量响应基于频率变化率，在实际中，频率的微分容易受噪声放大，且有可能持续性不强，因此，本发明提供了一种虚拟惯量控制的优化控制方法，如图1所示，电网频率检测模块以风电机组并网点为测试点，对电网频率进行滤波处理后，根据系统频率的偏差(高于/低于正常频率)进行转矩和转速控制，具体包括：

根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值；

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制。

具体的，所述根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值，包括：

按下式确定所述惯量响应转速控制计算附加转速值△w：

其中，w_meas为发电机转速平均值；J为风电机组的整体惯量，单位kg*m²；K_w为附加转矩比例系数；△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref，f为电网频率，f_ref为频率差值50Hz。

具体的，所述根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值，包括：

按下式确定所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值△T：

△T＝K_T△f-T_meas

其中，K_T为附加转矩比例系数；T_meas为测量电磁转矩。

具体的，所述利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制，包括：

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入；

利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出；

其中，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入为发电机转速平均值与原始机组目标转速的差值，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出为风电机组转矩给定值。

具体的，所述利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入，包括：

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入w_meas-w_ref修正为w_meas-w_ref+△w；

所述利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出，包括：

利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出T_ref修正为T_ref-△T；

其中，w_meas为发电机转速平均值；w_ref为原始机组目标转速；△w为惯量响应转速控制计算附加转速值；T_ref为原始机组转矩；△T为惯量响应转矩控制计算附加转矩值。

一种双馈风电机组的虚拟惯量控制的优化控制器，如图2所示，常规风电机组转矩环控制输入为目标转速与测量转速的差值，控制算法输出为转矩给定。附加虚拟惯量转速控制，是对原控制输入目标转速与测量转速差值的基础上叠加△w进行修正，并且在控制输出原转矩给定的基础上，叠加虚拟惯量控制计算的附加转矩，最终发给变流器，因此，所述控制器包括：电网频率检测模块，虚拟惯量转速控制器，虚拟惯量转矩控制器，第一加法器，第二加法器和第一限幅控制器，常规机组转矩控制器；

所述电网频率检测模块，用于采集电网频率，并将所述电网频率输入至所述虚拟惯量转速控制器和虚拟惯量转矩控制器；

所述电网频率检测模块分别与所述虚拟惯量转速控制器的输入端和虚拟惯量转矩控制器的输入端相连；

所述虚拟惯量转速控制器的输出端与第一加法器的输入端相连；

所述虚拟惯量转矩控制器的输出端与第二加法器的输入端相连；

所述第二加法器的输出端与所述第一限幅控制器相连；

所述第一加法器、所述常规机组转矩控制器、第二加法器和第一限幅控制器依次连接；

所述虚拟惯量转速控制器的传递函数为惯量响应转速控制计算附加转速值的计算方程，其输入信号包括：电网频率f和发电机转速平均值w_meas，其输出信号包括：惯量响应转速控制计算附加转速值△w；

所述虚拟惯量转矩控制器的传递函数为惯量响应转矩控制计算附加转矩值的计算方程，其输入信号包括：电网频率f和测量电磁转矩T_meas，其输出信号包括：惯量响应转矩控制计算附加转矩值△T；

其中，所述惯量响应转速控制计算附加转速值的计算方程为：

其中，△w为惯量响应转速控制计算附加转速值，w_meas为发电机转速平均值；J为风电机组的整体惯量，单位kg*m²；K_w为附加转矩比例系数；△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref，f为电网频率，f_ref为频率差值50Hz。

所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值的计算方程为：

△T＝K_T△f-T_meas

其中，△T为惯量响应转矩控制计算附加转矩值，K_T为附加转矩比例系数；T_meas为测量电磁转矩。

所述第一加法器的输入端的输入信号包括：+w_meas、-w_ref和+△w，所述第二加法器的输入端的输入信号包括：+T_ref和-△T；

其中，w_ref为原始机组目标转速；T_ref为原始机组转矩。

其工作原理，例如：

首先，根据预设的某比例系数，频率偏差得到机组需要释放的功率，有功功率的积分构成机组能量的释放。通过机组当前实时转速与转动惯量系数对机组目标转速值进行修正；同时，根据预设的某比例系数、频率偏差、当前实时测量转矩计算惯量响应的附加转矩，并将附加转矩叠加到常规转矩控制环的转矩给定，发送给变流器。

最后，对于上述给定转矩与给定转速进行限幅和限斜率后，再进行转速与转矩控制。限幅值与限斜率值要根据机组当前运行状态与变流器能承受的能力综合进行设置。

具体的，如图3所示，所述虚拟惯量转速控制器包括依次连接的第三加法器、第一死区控制器、低通滤波器、第一比例控制器、积分控制器、第四加法器和第二限幅控制器；

所述第三加法器的输入端的输入信号包括：f和-f_ref；

所述第四加法器的输入端的输入信号包括：-∫K_w△fdt和+w_meas；

其中，K_w为附加转矩比例系数；△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref，f_ref为频率差值50Hz。

其工作原理例如：转速控制根据预设的某比例系数，频率偏差得到机组需要释放的功率，有功功率的积分构成机组能量的释放。通过机组当前实时转速与转动惯量系数得到机组实时目标转速值。对目标转速进行限幅限斜率处理后，保证不影响机组的正常运行。

具体的，如图4所示，所述虚拟惯量转矩控制器包括依次连接的第五加法器、第二死区控制器、高通滤波器、第二比例控制器、第六加法器和第三限幅控制器；

所述第五加法器的输入端的输入信号包括：+f和-f_ref；

所述第六加法器的输入端的输入信号包括：+K_T△f和-T_meas；

其中，K_T为附加转矩比例系数，△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref，f_ref为频率差值50Hz。

其工作原理例如：转矩控制根据预设的某比例系数、发电机实时转速，并获取频率检测模块检测到的当前电网频率，根据偏差量计算出惯量响应的附加转矩，并将附加转矩叠加到常规转矩控制环的转矩给定，限幅限斜率后传递给变流器。

一种双馈风电机组的虚拟惯量控制的优化控制装置，如图5所示，所述装置包括：

计算模块：用于根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值；

修正模块：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制。

具体的，所述计算模块包括第一计算单元，用于：

按下式确定所述惯量响应转速控制计算附加转速值△w：

其中，w_meas为发电机转速平均值；J为风电机组的整体惯量，单位kg*m²；K_w为附加转矩比例系数；△f为频率偏差量，△f＝f-f_ref得来，f为电网频率，f_ref为频率差值50Hz。

具体的，所述计算模块还包括第二计算单元，用于：

按下式确定所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值△T：

△T＝K_T△f-T_meas

其中，K_T为附加转矩比例系数；T_meas为测量电磁转矩。

具体的，所述修正模块，包括：

第一修正单元：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入；

第二修正单元：用于利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出；

其中，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入为发电机转速平均值与原始机组目标转速的差值，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出为风电机组转矩给定值。

具体的，所述修正模块，包括：

第一修正单元：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入w_meas-w_ref修正为w_meas-w_ref+△w；

第二修正单元：用于利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出T_ref修正为T_ref-△T；

其中，w_meas为发电机转速平均值；w_ref为原始机组目标转速；△w为惯量响应转速控制计算附加转速值；T_ref为原始机组转矩；△T为惯量响应转矩控制计算附加转矩值。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种虚拟惯量控制的优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值；

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制；

所述根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值，包括：

按下式确定所述惯量响应转速控制计算附加转速值Δw：

其中，w_meas为发电机转速平均值；J为风电机组的整体惯量，单位kg*m²；K_w为附加转矩比例系数；Δf为频率偏差量，Δf＝f-f_ref，f为电网频率，f_ref为频率差值50Hz；

所述根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值，包括：

按下式确定所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值ΔT：

ΔT＝K_TΔf-T_meas

其中，K_T为附加转矩比例系数；T_meas为测量电磁转矩；

所述利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制，包括：

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入；

利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出；

其中，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入为发电机转速平均值与原始机组目标转速的差值，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出为风电机组转矩给定值；

所述利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入，包括：

利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入w_meas-w_ref修正为w_meas-w_ref+Δw；

所述利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出，包括：

利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出T_ref修正为T_ref-ΔT；

其中，w_meas为发电机转速平均值；w_ref为原始机组目标转速；Δw为惯量响应转速控制计算附加转速值；T_ref为原始机组转矩；ΔT为惯量响应转矩控制计算附加转矩值。

2.一种如权利要求1的双馈风电机组的虚拟惯量控制的优化控制方法的控制器，其特征在于，所述控制器包括：电网频率检测模块，虚拟惯量转速控制器，虚拟惯量转矩控制器，第一加法器，第二加法器和第一限幅控制器，常规机组转矩控制器；

所述电网频率检测模块，用于采集电网频率，并将所述电网频率输入至所述虚拟惯量转速控制器和虚拟惯量转矩控制器；

所述电网频率检测模块分别与所述虚拟惯量转速控制器的输入端和虚拟惯量转矩控制器的输入端相连；

所述虚拟惯量转速控制器的输出端与第一加法器的输入端相连；

所述虚拟惯量转矩控制器的输出端与第二加法器的输入端相连；

所述第二加法器的输出端与所述第一限幅控制器相连；

所述第一加法器、所述常规机组转矩控制器、第二加法器和第一限幅控制器依次连接；

所述虚拟惯量转速控制器的传递函数为惯量响应转速控制计算附加转速值的计算方程，其输入信号包括：电网频率f和发电机转速平均值w_meas，其输出信号包括：惯量响应转速控制计算附加转速值Δw；

所述虚拟惯量转矩控制器的传递函数为惯量响应转矩控制计算附加转矩值的计算方程，其输入信号包括：电网频率f和测量电磁转矩T_meas，其输出信号包括：惯量响应转矩控制计算附加转矩值ΔT；

所述第一加法器的输入端的输入信号包括：+w_meas、-w_ref和+Δw，所述第二加法器的输入端的输入信号包括：+T_ref和-ΔT；

其中，w_ref为原始机组目标转速；T_ref为原始机组转矩。

3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述虚拟惯量转速控制器包括依次连接的第三加法器、第一死区控制器、低通滤波器、第一比例控制器、积分控制器、第四加法器和第二限幅控制器；

所述第三加法器的输入端的输入信号包括：f和-f_ref；

所述第四加法器的输入端的输入信号包括：-∫K_wΔfdt和+w_meas；

其中，K_w为附加转矩比例系数；Δf为频率偏差量，Δf＝f-f_ref，f_ref为频率差值50Hz。

4.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述虚拟惯量转矩控制器包括依次连接的第五加法器、第二死区控制器、高通滤波器、第二比例控制器、第六加法器和第三限幅控制器；

所述第五加法器的输入端的输入信号包括：+f和-f_ref；

所述第六加法器的输入端的输入信号包括：+K_TΔf和-T_meas；

其中，K_T为附加转矩比例系数，Δf为频率偏差量，Δf＝f-f_ref，f_ref为频率差值50Hz。

5.一种双馈风电机组的虚拟惯量控制的优化控制装置，其特征在于，所述装置包括：

计算模块：用于根据电网频率偏差量分别确定惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值；

修正模块：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值和惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制；

所述计算模块包括第一计算单元，用于：

按下式确定所述惯量响应转速控制计算附加转速值Δw：

其中，w_meas为发电机转速平均值；J为风电机组的整体惯量，单位kg*m²；K_w为附加转矩比例系数；Δf为频率偏差量，Δf＝f-f_ref得来，f为电网频率，f_ref为频率差值50Hz；所述计算模块还包括第二计算单元，用于：

按下式确定所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值ΔT：

ΔT＝K_TΔf-T_meas

其中，K_T为附加转矩比例系数；T_meas为测量电磁转矩；

所述修正模块，包括：

第一修正单元：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入；

第二修正单元：用于利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值修正双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出；

其中，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入为发电机转速平均值与原始机组目标转速的差值，所述双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出为风电机组转矩给定值；所述修正模块，包括：

第一修正单元：用于利用所述惯量响应转速控制计算附加转速值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输入w_meas-w_ref修正为w_meas-w_ref+Δw；

第二修正单元：用于利用所述惯量响应转矩控制计算附加转矩值将双馈风电机组的虚拟惯量控制过程中的常规机组转矩控制的输出T_ref修正为T_ref-ΔT；

其中，w_meas为发电机转速平均值；w_ref为原始机组目标转速；Δw为惯量响应转速控制计算附加转速值；T_ref为原始机组转矩；ΔT为惯量响应转矩控制计算附加转矩值。