CN109962492B - 风力发电机组变流器的功率补偿方法、装置和变流器 - Google Patents
风力发电机组变流器的功率补偿方法、装置和变流器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109962492B CN109962492B CN201711421150.XA CN201711421150A CN109962492B CN 109962492 B CN109962492 B CN 109962492B CN 201711421150 A CN201711421150 A CN 201711421150A CN 109962492 B CN109962492 B CN 109962492B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- side power
- value
- network side
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 26
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 26
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 235000020004 porter Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011478 gradient descent method Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H02J3/386—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种风力发电机组变流器的功率补偿方法、装置和变流器。其中，该方法包括：获取变流器的网侧功率的当前网侧功率设定值和当前网侧功率实际值；基于当前网侧功率实际值，判断网侧功率是否达到功率满发状态，并得到判断结果；根据判断结果，确定网侧功率的当前网侧功率补偿值；基于当前网侧功率补偿值和当前网侧功率设定值，确定变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值。由此，上述发明实施例能够动态调整当前机侧功率设定值，使得机侧功率经过非线性损耗后，当前网侧功率实际值能够精确满足电网实时的调度要求。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组变流器的功率补偿方法、装置和变流器。
背景技术
随着国民对环保的日益重视，由于风力发电具有清洁、无污染的特性，风力发电受到了大众的广泛欢迎。图1所示为现有的永磁直驱风力发电机系统框图。如图1所示，该系统包括：永磁风力发电机组100(permenet magnet syancronus generater，PMSG)和变流器200。变流器200将产生的电能馈入电网300。其中，变流器200包括：整流变换器201和逆变变换器202。该系统主要有如下两种运行模式：电网调度模式(0模式)和最大功率跟踪模式(1模式)。其中，电网调度模式是指由电网300调度给出PMSG限定网侧功率输出值(如设定值Porder)，PMSG100按照限定功率值输出功率，确保其输出功率最大值不超过Porder。最大功率跟踪模式是指，PMSG捕获当前最大风能并按照最大功率注入电网300。其中，整流变换器201可以用于实现对PMSG的控制，其控制目标是控制PMSG100的转子的转速，获取最大输出功率，或者根据电网300的指令运行在限定功率值Porder以下，同时将PMSG发出的交流电整流成为直流电。逆变变换器202可以用于通过直流母线稳压实现将整流变换器201的功率传输到电网300上。
PMSG产生的功率包含两种。一种功率是整流变换器201输出的机侧功率，另一种功率是逆变变换器202输出的网侧功率。目前，PMSG能够直接控制的机侧功率，却不能直接控制网侧功率。因为网侧功率是机侧功率经过传动链的机械损耗以及其他的电磁损耗之后的功率，所以机侧功率和网侧功率之间存在损耗差。由于机侧功率与网侧功率之间的函数关系是未知的，所以PMSG100不能控制网侧功率。
电网300调度设定的功率值是网侧功率值Porder，而不是机侧功率。为了使网侧功率实际值接近网侧功率设定值Porder，现有的方法是简单的将Porder加入修正系数，来修正机侧功率设定值。例如，希望获取数值为Porder的网侧功率，需要将机侧的功率设置为修正系数*Porder。
申请人经研究发现：在工程现场的电网300弃风限电的情况下，变流器200本身存在如下的硬件缺陷：变流器200控制的网侧功率和机侧功率的函数关系是非线性的，无法适用于常规的线性关系解决方法。而现有的修正系数的方式仅适用于线性关系，因此现有方式的目标值与结果会出现较大的偏差。
如何解决电网弃风限电的情况下，由于变流器本身的硬件缺陷不能准确输出电网调度的数值的问题，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决电网弃风限电的情况下，由于变流器本身的硬件缺陷不能准确输出电网调度的数值的问题，本发明实施例提供了一种风电机组的变流器的功率补偿方法、装置和变流器。
第一方面，提供了一种风力发电机组变流器的功率补偿方法。该方法包括以下步骤：
获取变流器的网侧功率的当前网侧功率设定值和当前网侧功率实际值；
基于当前网侧功率实际值，判断网侧功率是否达到功率满发状态，并得到判断结果；
根据判断结果，确定网侧功率的当前网侧功率补偿值；
基于当前网侧功率补偿值和当前网侧功率设定值，确定变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值。
第二方面，提供了一种风力发电机组变流器的功率补偿装置。该装置包括：
功率获取单元，用于获取变流器的网侧功率的当前网侧功率设定值和当前网侧功率实际值；
功率判断单元，用于基于当前网侧功率实际值，判断网侧功率是否达到功率满发状态，并得到判断结果；
补偿计算单元，用于根据判断结果，确定网侧功率的当前网侧功率补偿值；
功率确定单元，用于基于当前网侧功率补偿值和当前网侧功率设定值，确定变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值。
第三方面，提供了一种风力发电机组的变流器的功率补偿装置。该装置包括：
存储器，用于存放程序；
处理器，用于执行所述存储器存储的程序，所述程序使得所述处理器执行上述各方面所述的方法。
第四方面，提供了一种风力发电机组的变流器。该变流器包括：
上述的功率补偿装置、整流变换器和逆变变换器，其中：
功率补偿器分别与电网和风力发电机组连接，整流变换器分别与风力发电机组和逆变变换器连接；述逆变变换器与电网连接；
风力发电机组，用于接收发电指令，根据指令生成交流电，并将交流电输出至整流变换器；
整流变换器，用于将交流电整流成为直流电；
逆变变换器，用于通过直流母线将直流电输出至电网。
第五方面，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
第六方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品。当该产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
第七方面，提供了一种计算机程序。当该计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
由此，上述发明实施例可以通过获取变流器的网侧功率的当前网侧功率设定值和当前网侧功率实际值；基于当前网侧功率实际值，判断网侧功率是否达到功率满发状态，并得到判断结果；根据判断结果，确定网侧功率的当前网侧功率补偿值；基于当前网侧功率补偿值和当前网侧功率设定值，确定变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值。
由此，上述发明实施例能够动态调整当前机侧功率设定值，使得机侧功率经过非线性损耗后，当前网侧功率实际值能够精确满足电网实时的调度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的永磁直驱风力发电机系统示意图；
图2是本发明一实施例的风力发电机组的系统结构示意图；
图3是本发明一实施例的风力发电机组的变流器的功率闭环控制回路示意图；
图4是本发明一实施例的风力发电机组的变流器的功率补偿方法的流程示意图；
图5为本发明一实施例的曲线图像示意图；
图6为本发明一实施例的神经网络结构示意图；
图7为本发明一实施例的径向基函数取高斯型函数的示意图；
图8是本发明一实施例的一种风力发电机组的变流器的功率补偿装置的结构示意图；
图9是本发明一实施例的功率判断单元的结构示意图。
其中：
100-风力发电机组；
200-变流器；201-整流变换器；202-逆变变换器；203-功率补偿器；
300-电网。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图2是本发明一实施例的风力发电机组的系统结构示意图。
如图2所示，该系统可以包括：风力发电机组100，以及风力发电机组的变流器200。
其中，变流器200可以包括：整流变换器201和逆变变换器202和功率补偿装置203。
在本实施例中，功率补偿器203可以分别与电网300和风力发电机组100(如PMSG)连接。整流变换器201可以分别与风力发电机组100和逆变变换器202连接。逆变变换器202可以与电网300连接。
在本实施例中，风力发电机组100可以用于接收发电指令(该指令可以来自电网300)，根据指令生成交流电，并将交流电输出至整流变换器201。整流变换器201可以用于将交流电整流成为直流电，并将直流电传输至逆变变换器202。逆变变换器202可以用于通过直流母线将直流电输出至电网300。
可以理解本系统还可以包括机柜等辅助设备。下面各个实施例均可以运行于本系统，为了描述简洁，相同或者相似的内容将不再赘述。
图3是本发明一实施例的风力发电机组的变流器的功率闭环控制回路示意图。
参见图2和图3，在本实施例中，风力发电机组100能够直接准确控制的是机侧功率设定值和实际的机侧功率。然而，电网300调度所需的是网侧实际功率，所以需要为风力发电机组100设置补偿。
在本实施例中，网侧实际功率＝机侧实际功率–非线性损耗。
在本实施例中，机侧功率设定值＝补偿控制器输出+网侧功率设定值。例如，电网300为风力发电机组100设定一个网侧功率设定值，即需要通知风力发电机组100发多少度电(如设定值Porder)。风力发电机组100无法直接利用网侧功率设定值，得把网侧功率设定值转化一下(增加非线性补偿值)，变成能控制的机侧功率设定值(例如比网侧功率设定值稍高一些的数值)，然后通过变流器等一系列器件，把机侧实际功率控制到机侧功率设定值附近。
为了提高计算所发电量的准确性，本发明实施例的非线性的功率补偿器203，可以用于替代现有的简单、线性且不可靠的修正系数的方法(现有技术方式：机侧功率设定值＝修正系数*网侧功率设定值)，从而满足风力发电机组100所发电量能够符合电网300的调度要求。
在本实施例中，功率补偿器203可以通过汇合点连接风力发电机组100和电网300。功率补偿器203接收电网300所调度的网侧功率设定值(如X)，对该功率进行补偿后，得到新的功率需求值(如X+Δ)，将该新的功率需求值发送给风力发电机组100，并由风力发电机组100生成数值为X+Δ的功率，该功率经电网输送过程中损耗掉Δ的功率，则网侧功率输出值正好为X，其值符合电网的要求。
在本实施例中，非线性的控制方法均可以用于设计功率补偿器203。通过功率补偿器203的精确补偿，网侧实际功率输出值可以更精准、更平稳。在限功率的控制模式下，本发明实施例能够精准满足电网300所要求的当前网侧实际功率数值。
由此，通过本实施例的功率闭环控制回路，可以进行实时的精确计算所得网侧的实际功率，则任意时间点，机侧实际功率减去实际损耗，所得网侧的实际功率都会符合电网300对风力发电机组100的调度要求。
图4是本发明一实施例的风力发电机组的变流器的功率补偿方法的流程示意图。
如图4所示，该方法可以包括以下步骤：S410，获取变流器的网侧功率的当前网侧功率设定值和当前网侧功率实际值；S420，基于当前网侧功率实际值，判断网侧功率是否达到功率满发状态，并得到判断结果；S430，根据判断结果，确定网侧功率的当前网侧功率补偿值；S440，基于当前网侧功率补偿值和当前网侧功率设定值，确定变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值。
在步骤S410中，当前网侧功率实际值＝当前网侧功率设定值–当前非线性损耗。非线性损耗是随时间变化而非线性变化的损耗值。该损耗值就是需要补偿的值。
在步骤S420中，该步骤的实现方式可以有如下3个：
在一个实施例中，步骤S420可以包括：获取风力发电机组的额定功率值；比较当前网侧功率实际值与风力发电机组的额定功率值，当当前网侧功率实际值达到了风力发电机组的额定功率值时，确定网侧功率达到功率满发状态。
在又一个实施例中，步骤S420可以包括：比较当前网侧功率实际值与当前网侧功率设定值；当当前网侧功率实际值达到了当前网侧功率设定值时，确定网侧功率达到功率满发状态。
在另一个实施例中，步骤S420可以包括：判断风力发电机组是否处于限功率状态；当判定风力发电机组处于限功率状态时，获取风力发电机组的当前限功率设定值；比较当前网侧功率实际值与当前限功率设定值；当当前网侧功率实际值达到了当前限功率设定值时，确定网侧功率达到功率满发状态。
在步骤S430中，该步骤的实现方式可以有如下2个：
在一个实施例中，步骤S430可以包括：当判断结果指示网侧功率达到功率满发状态时，基于高斯型函数参数，通过神经网络得到当前网侧功率补偿值，用于对网侧功率进行补偿以使得当前网侧功率实际值等于当前网侧功率设定值。
在本实施例中，神经网络可以包括：前向型神经网络。
在又一个实施例中，步骤S430可以包括：当判断结果指示网侧功率未达到功率满发状态时，将随时间变化而动态变化的变化数值确定为当前网侧功率补偿值，使得当前机侧功率设定值实时平滑变化。
在一些实施例中，将随时间变化而动态变化的变化数值确定为当前网侧功率补偿值，可以包括：将随时间变化而逐渐递减的变化数值，确定为当前网侧功率补偿值。
在一些实施例中，将随时间变化而逐渐递减的变化数值，确定为当前网侧功率补偿值，的实现方式可以包括：选取线上数值随时间变化逐渐趋近于0的平滑曲线；将平滑曲线上的多个时间点对应的多个线上数值，确定为变化数值。
在步骤S440中，该步骤可以包括：将当前网侧功率补偿值与当前网侧功率设定值的和，确定为变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值。
在图4的各个实施例中，风力发电机组100的变流器200的功率补偿方法可以由功率补偿器203来实现，其实现方式可以包括如下步骤：
S1，实时从电网300的调度中心获取风力发电机组100(网侧功率设定值。如果网侧功率设定值低于风力发电机组100的额定功率，则说明风力发电机组100处于限功率状态；
S2，判断网侧实际功率是否已经达到了功率满发情况；
其中，功率满发的情况可以包括如下三种：
第1种情况，网侧实际功率达到了风力发电机组100的额定功率；
第2种情况，风力发电机组100处于限功率的情况，网侧实际功率达到了限功率设定值；
第3种情况，网侧功率设定值下降到低于网侧实际功率的状态(例如，当前输出的网侧实际功率为600，而网侧功率设定值从700减小至500，当网侧功率设定值在700到600段，不是功率满发情况；从600段减少到500段，是功率满发情况)。
功率没有满发的情况可以包括如下两种：
第1种情况，网侧功率设定值处于上升的状态，且高于当前的网侧功率；
第2种情况，网侧功率设定值很高，但是风速比较低，当前网侧功率没有达到网侧功率设定值。
S3，当功率满发时，网侧功率设定值接近稳定状态。功率补偿器203设计为径向基函数神经网络，神经网络输入为网侧功率设定值和网侧实际功率的误差，神经网络输出补偿至风力发电机组100机侧功率设定值中。
S4，当网侧功率没有满发时，一定是网侧功率设定值波动调整的状态，补偿控制器的意义不大。补偿控制器设计为一个逐渐衰减的数值，输出补偿至风力发电机机侧功率设定值中，弱化补偿器的作用。逐渐衰减的意义在于保证风力发电机机侧功率设定值变化平滑，这样风力发电机机侧和网侧的实际功率不会突变，保护风力发电机的变流器等器件的安全，避免因剧烈的抖动操作引起损坏。
功率补偿器203的设计可以如下所示：
由上述公式1可知，该功率补偿器203可以分为2段。第1段中，当功率满发时，该功率补偿器203可以设计为径向基函数(Radial Basis Function，RBF)的神经网络；第2段中，当功率没有满发时，功率补偿器203可以设计成随时间增长逐渐趋近于0的曲线。
针对第1段，由于前向型神经网络均有以任意精度逼近非线性函数的特点，所以本实施例利用该特征，将前向型神经网络设计为补偿控制器。例如，本实施例将RBF神经网络设计为该功率补偿器203的第1段。
针对第2段，设计随时间增长逐渐趋近于0的曲线，目的是在功率没有满发时，虽然不需要补偿器做补偿，但是需要功率补偿器的输出逐渐减小趋近于0，而不能直接切出。因为直接切出会导致功率瞬间冲击跳变，容易引起风力发电机的器件损坏。
针对随时间增长逐渐趋近于0的曲线，例如可以是：
-sgn(E(t))min(|ulimit|，(1-tanh(E(t)))) (公式2)
在公式2中，E(t)＝t时刻的网侧实际功率-t时刻的机侧实际功率。
sgn(E(t))取误差E(t)的符号。||为绝对值符号。ulimit(t)的初值为没有满发的初始时刻的E(t)值。
ulimit(t)＝ulimit(t-1)-θ (公式3)
在公式3中，θ为固定常数衰减因子，直到ulimit(t)→0，当ulimit(t)＝0±ε时，将ulimit(t)赋值为0。ε为值很小的常数。
通过上述两个曲线规划取最小值的运算目的为补偿控制器输出从初始值逐渐衰减到0。
图5为本发明一实施例的曲线图像示意图。
如图5所示，该曲线图像可以包括横坐标(如X轴)和纵坐标(如Y轴)。X轴可以表示时间，Y轴可以表示数值。该曲线可以是tanh的曲线，为随时间增长逐渐趋近于0的曲线。该tanh的曲线的起始阶段和终止阶段的数值变化平缓，没有直接切出的尖锐部分。取该曲线目的是起始和终止阶段平滑，能够保证数值变化平缓。
图6为本发明一实施例的神经网络结构示意图。
如图6所示，该神经网络可以是RBF神经网络。该神经网络可以使用3层RBF神经网络。输入层可以为三个输入节点，分别为e，
w为基函数与输出节点的连接权值，n为隐含层节点个数。
在本实施例中，e＝网侧功率设定值-网侧实际功率。
在本实施例中，输出层为一个节点，作为机侧功率设定值的补偿输出值。隐含层的节点数，可以通过试凑的方式来选择具体的节点数。
在功率满发时，引入RBF神经网络的补偿器是因为网络调节参数少，且具有神经网络的特点，可以逼近非线性函数。
RBF神经网络设计的步骤如下：
S1，设计输入层，输出层和隐含层节点数。
在本实施例中，可以使用3层RBF神经网络，输入层为三个输入节点，分别为e，
S2，设计隐含层节点的激活函数，连接隐含层和输出层关系。
隐含层的节点由相同的径向基函数构成，径向基函数取高斯型函数。
图7为本发明一实施例的径向基函数取高斯型函数的示意图。
如图7所示径向基函数取高斯型函数中，其主要有中心向量Ci和宽度bj这2个高斯型函数的参数。这两个参数决定了激活函数的曲线形状。曲线形状不同，代表对输入变量的激活响应不同。
在本实施例中，径向基函数取高斯型函数可以如下所示：
公式4中，||·||为欧几里得范数，X＝[e，e·，e··]为误差输入向量，W＝(w1，...，Wn)T，w为基函数与输出节点的连接权值，j为第j个隐含层节点，n为隐含层节点个数。
S3，输出层将所有的隐含层输出进行线性加权组合，构成神经网络的输出y。
公式5中，y为输出值，w为基函数与输出节点的连接权值，j为第j个隐含层节点，n为隐含层节点个数。
S4，输出y值。
隐含层激活函数的中心向量和宽度参数可以在线调整并迭代学习。学习算法可选为经典的梯度下降法，但不仅限于该方法。
同时，根据工程经验，可以将RBF神经网络输出进行限值处理，避免计算输出值超出可接受范围。当功率没有满发时，将补偿器的值逐渐衰减，趋近于0，即弱化补偿器对网侧功率设定值的影响。
由此，上述各个实施例采用经过补偿后的网侧功率设定值传递给风力发电机控制策略，经过计算得到变桨指令与扭矩指令，再将指令传递给执行机构。经过执行机构的执行后，获得网侧功率并作为反馈输入，可以形成闭环控制回路，使得网侧功率输出值更加精准且平稳。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以按实际需要将上述的操作步骤的顺序进行灵活调整，或者将上述步骤进行灵活组合等操作。为了简明，不再赘述各种实现方式。另外，各实施例的内容可以相互参考引用。
图8是本发明一实施例的一种风力发电机组的变流器的功率补偿装置的结构示意图。
如图8所示，该装置800可以包括：功率获取单元801、功率判断单元802、补偿计算单元803和功率确定单元804。
其中，功率获取单元801可以用于获取变流器的网侧功率的当前网侧功率设定值和当前网侧功率实际值；功率判断单元802可以用于基于当前网侧功率实际值，判断网侧功率是否达到功率满发状态，并得到判断结果；补偿计算单元803可以用于根据判断结果，确定网侧功率的当前网侧功率补偿值；功率确定单元804可以用于基于当前网侧功率补偿值和当前网侧功率设定值，确定变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值。
图9是本发明一实施例的功率判断单元的结构示意图。
如图9所示，功率判断单元802可以包括：第一判断模块8021、第一判断模块8022和第一判断模块8023。
其中，第一判断模块8021可以用于获取风力发电机组的额定功率值；比较当前网侧功率实际值与风力发电机组的额定功率值；当当前网侧功率实际值达到了风力发电机组的额定功率值时，确定网侧功率达到功率满发状态。
第二判断模块8022可以用于比较当前网侧功率实际值与当前网侧功率设定值；当当前网侧功率实际值达到了当前网侧功率设定值时，确定网侧功率达到功率满发状态。
第三判断模块8023可以用于判断风力发电机组是否处于限功率状态；当判定风力发电机组处于限功率状态时，获取风力发电机组的当前限功率设定值；比较当前网侧功率实际值与当前限功率设定值；当当前网侧功率实际值达到了当前限功率设定值时，确定网侧功率达到功率满发状态。
在一些实施例中，补偿计算单元803可以包括：第一补偿模块。补偿计算模块可以用于当判断结果指示网侧功率达到功率满发状态时，基于高斯型函数参数，通过神经网络得到当前网侧功率补偿值；对网侧功率进行补偿以使得当前网侧功率实际值等于当前网侧功率设定值。其中，神经网络可以包括：前向型神经网络。
在一些实施例中，补偿计算单元803可以包括：第二补偿模块。第二补偿模块可以用于当判断结果指示网侧功率未达到功率满发状态时，将随时间变化而动态变化的变化数值确定为当前网侧功率补偿值，使得当前机侧功率设定值实时平滑变化。
在一些实施例中，第二补偿模块还用于将随时间变化而逐渐递减的变化数值，确定为当前网侧功率补偿值。
在一些实施例中，第二补偿模块还用于选取线上数值随时间变化逐渐趋近于0的平滑曲线；将平滑曲线上的多个时间点对应的多个线上数值，确定为变化数值。
在一些实施例中，功率确定单元804还用于将当前网侧功率补偿值与当前网侧功率设定值的和，确定为变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值。
在一些实施例中，风力发电机组的变流器的功率补偿装置可以包括：存储器和处理器。存储器可以用于存放程序；处理器可以用于执行存储器存储的程序，程序使得处理器执行如图4描述的方法。
在一些实施例中，风力发电机组的变流器可以包括：上述各个实施例中的功率补偿装置、整流变换器和逆变变换器。其中，功率补偿器分别与电网和风力发电机组连接，整流变换器分别与风力发电机组和逆变变换器连接；述逆变变换器与电网连接；风力发电机组可以用于接收发电指令，根据指令生成交流电，并将交流电输出至整流变换器；整流变换器可以用于将交流电整流成为直流电；逆变变换器，用于通过直流母线将直流电输出至电网。
需要说明的是，上述各实施例的装置可作为上述各实施例的用于各实施例的方法中的执行主体，可以实现各个方法中的相应流程，实现相同的技术效果，为了简洁，此方面内容不再赘述。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个实施例中描述的方法。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk(SSD))等。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种风力发电机组变流器的功率补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述变流器的网侧功率的当前网侧功率设定值和当前网侧功率实际值；
基于所述当前网侧功率实际值，通过第一判断方式或者第二判断方式或者第三判断方式判断所述网侧功率是否达到功率满发状态，并得到判断结果；
根据所述判断结果，通过第一确定方式或者第二确定方式确定所述网侧功率的当前网侧功率补偿值；
基于所述当前网侧功率补偿值和所述当前网侧功率设定值，通过第三确定方式确定所述变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值；
所述第一确定方式，包括：
当所述判断结果指示所述网侧功率达到功率满发状态时，基于高斯型函数参数，通过神经网络得到所述当前网侧功率补偿值，用于对所述网侧功率进行补偿以使得所述当前网侧功率实际值等于所述当前网侧功率设定值；
所述第二确定方式，包括：
当所述判断结果指示所述网侧功率未达到功率满发状态时，将随时间变化而动态变化的变化数值确定为所述当前网侧功率补偿值，使得所述当前机侧功率设定值实时平滑变化；
所述第三确定方式，包括：
将所述当前网侧功率补偿值与所述当前网侧功率设定值的和，确定为所述变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值；
所述第一判断方式，包括：
获取所述风力发电机组的额定功率值；
比较所述当前网侧功率实际值与所述风力发电机组的额定功率值，
当所述当前网侧功率实际值达到了所述风力发电机组的额定功率值时，确定所述网侧功率达到功率满发状态；
所述第二判断方式，包括：
比较所述当前网侧功率实际值与所述当前网侧功率设定值；
当所述当前网侧功率实际值达到了所述当前网侧功率设定值时，确定所述网侧功率达到功率满发状态；
所述第三判断方式，包括：
判断所述风力发电机组是否处于限功率状态；
当判定所述风力发电机组处于所述限功率状态时，获取所述风力发电机组的当前限功率设定值；
比较所述当前网侧功率实际值与所述当前限功率设定值；
当所述当前网侧功率实际值达到了所述当前限功率设定值时，确定所述网侧功率达到功率满发状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述神经网络包括：
前向型神经网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将随时间变化而动态变化的变化数值确定为所述当前网侧功率补偿值，包括：
将随时间变化而逐渐递减的变化数值，确定为所述当前网侧功率补偿值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将随时间变化而逐渐递减的变化数值，确定为所述当前网侧功率补偿值，包括：
选取线上数值随时间变化逐渐趋近于0的平滑曲线；
将所述平滑曲线上的多个时间点对应的多个线上数值，确定为所述变化数值。
5.一种风力发电机组变流器的功率补偿装置，其特征在于，包括：
功率获取单元，用于获取所述变流器的网侧功率的当前网侧功率设定值和当前网侧功率实际值；
功率判断单元，用于基于所述当前网侧功率实际值，通过第一判断方式或者第二判断方式或者第三判断方式判断所述网侧功率是否达到功率满发状态，并得到判断结果；
补偿计算单元，用于根据所述判断结果，通过第一确定方式或者第二确定方式确定所述网侧功率的当前网侧功率补偿值；
功率确定单元，用于基于所述当前网侧功率补偿值和所述当前网侧功率设定值，通过第三确定方式确定所述变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值；
所述补偿计算单元包括：执行所述第一确定方式的第一补偿模块，
所述第一补偿模块，用于当所述判断结果指示所述网侧功率达到功率满发状态时，基于高斯型函数参数，通过神经网络得到所述当前网侧功率补偿值；对所述网侧功率进行补偿以使得所述当前网侧功率实际值等于所述当前网侧功率设定值；
所述补偿计算单元，包括：执行所述第二确定方式的第二补偿模块，
所述第二补偿模块，用于当所述判断结果指示所述网侧功率未达到功率满发状态时，将随时间变化而动态变化的变化数值确定为所述当前网侧功率补偿值，使得所述当前机侧功率设定值实时平滑变化；
所述功率确定单元通过第三确定方式确定所述变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值，包括：将所述当前网侧功率补偿值与所述当前网侧功率设定值的和，确定为所述变流器的机侧功率的当前机侧功率设定值；
所述功率判断单元包括：执行所述第一判断方式的第一判断模块，
所述第一判断模块，用于获取所述风力发电机组的额定功率值；比较所述当前网侧功率实际值与所述风力发电机组的额定功率值；当所述当前网侧功率实际值达到了所述风力发电机组的额定功率值时，确定所述网侧功率达到功率满发状态；
所述功率判断单元包括：执行所述第二判断方式的第二判断模块，
所述第二判断模块，用于比较所述当前网侧功率实际值与所述当前网侧功率设定值；当所述当前网侧功率实际值达到了所述当前网侧功率设定值时，确定所述网侧功率达到功率满发状态；
所述功率判断单元包括：执行所述第三判断方式的第三判断模块，
所述第三判断模块，用于判断所述风力发电机组是否处于限功率状态；当判定所述风力发电机组处于所述限功率状态时，获取所述风力发电机组的当前限功率设定值；比较所述当前网侧功率实际值与所述当前限功率设定值；当所述当前网侧功率实际值达到了所述当前限功率设定值时，确定所述网侧功率达到功率满发状态。
6.根据权利要求5所述的功率补偿装置，其特征在于，所述神经网络包括：前向型神经网络。
7.根据权利要求5所述的功率补偿装置，其特征在于，其中；
所述第二补偿模块，还用于将随时间变化而逐渐递减的变化数值，确定为所述当前网侧功率补偿值。
8.根据权利要求7所述的功率补偿装置，其特征在于，其中：
所述第二补偿模块，还用于选取线上数值随时间变化逐渐趋近于0的平滑曲线；将所述平滑曲线上的多个时间点对应的多个线上数值，确定为所述变化数值。
9.一种风力发电机组变流器的功率补偿装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存放程序；
处理器，用于执行所述存储器存储的程序，所述程序使得所述处理器执行如权利要求1-4中任意一项所述的方法。
10.一种风力发电机组的变流器，其特征在于，包括：如权利要求5-8任意一项所述的功率补偿装置、整流变换器和逆变变换器，其中：
所述功率补偿器分别与电网和所述风力发电机组连接，所述整流变换器分别与所述风力发电机组和所述逆变变换器连接；所述述逆变变换器与所述电网连接；
所述风力发电机组，用于接收发电指令，根据所述指令生成交流电，并将所述交流电输出至所述整流变换器；
所述整流变换器，用于将所述交流电整流成为直流电；
所述逆变变换器，用于通过直流母线将所述直流电输出至所述电网。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711421150.XA CN109962492B (zh) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | 风力发电机组变流器的功率补偿方法、装置和变流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711421150.XA CN109962492B (zh) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | 风力发电机组变流器的功率补偿方法、装置和变流器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109962492A CN109962492A (zh) | 2019-07-02 |
| CN109962492B true CN109962492B (zh) | 2021-03-26 |
Family
ID=67021031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711421150.XA Active CN109962492B (zh) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | 风力发电机组变流器的功率补偿方法、装置和变流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109962492B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112821449B (zh) * | 2021-01-07 | 2023-10-31 | 阳光电源股份有限公司 | 一种双馈风力发电系统及其变流器和功率控制方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106787803A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 用于风力发电机组的全功率变流器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101423212B1 (ko) * | 2014-05-22 | 2014-07-24 | 전북대학교산학협력단 | 풍력발전단지의 계통연계점 전압 제어 시스템 및 방법 |
-
2017
- 2017-12-25 CN CN201711421150.XA patent/CN109962492B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106787803A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 用于风力发电机组的全功率变流器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109962492A (zh) | 2019-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | An adaptative control strategy for interfacing converter of hybrid microgrid based on improved virtual synchronous generator | |
| Choi et al. | Hybrid operation strategy of wind energy storage system for power grid frequency regulation | |
| CN108475929B (zh) | 用于控制风力发电厂的方法 | |
| Eidiani et al. | Dynamic Response Improvement of DFIG Driven by Wind Turbines Using a Novel Algorithm | |
| CA2974872C (en) | Control method for a system comprising a frequency converter connected to a power grid | |
| JP4306760B2 (ja) | 分散型電源 | |
| Song et al. | A novel adaptive control scheme for dynamic performance improvement of DFIG-Based wind turbines | |
| US11817708B2 (en) | Power conversion system and management apparatus for the same, and distributed power supply apparatus | |
| Dida et al. | A complete modeling and simulation of DFIG based wind turbine system using fuzzy logic control | |
| Buduma et al. | Robust control and Kalman MPPT for grid-assimilated wind energy conversion system | |
| Abdul Basit et al. | A state‐of‐the‐art comprehensive review of modern control techniques for grid‐connected wind turbines and photovoltaic arrays distributed generation systems | |
| CN109962492B (zh) | 风力发电机组变流器的功率补偿方法、装置和变流器 | |
| Yousefian et al. | Direct intelligent wide-area damping controller for wind integrated power system | |
| Kaloi et al. | Study of stabilty analysis of a grid connected doubly fed induction generator based on wind energy Application | |
| CN116231712A (zh) | 海上风电柔性直流系统协同控制方法及装置 | |
| Das et al. | Improved RLS algorithm for voltage regulation of wind-solar rural renewable energy system | |
| CN106505581B (zh) | 光伏并网逆变器的补偿方法和装置 | |
| Roy et al. | HT-PLL-Based Seamless Transition Strategy for DFIG With Power Quality Enhancement Through Fractional-Order Adaptive Filter | |
| Zhou et al. | Power stability control of wind-PV-battery AC microgrid based on two-parameters fuzzy VSG | |
| CN112821449B (zh) | 一种双馈风力发电系统及其变流器和功率控制方法 | |
| US12009771B1 (en) | Doubly fed induction generator speed control system and method for controlling the system | |
| CN108155676B (zh) | 新能源发电场谐波的抑制方法、装置、控制器及存储介质 | |
| Wang et al. | Configuration method for DC capacitor of VSG-based inverter interfaced energy storage considering the ramping rate of battery | |
| US20200340451A1 (en) | Upper limit for a wind park controller | |
| CN116231727A (zh) | 多变流器并联协同控制方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |