CN110176781B - 基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统及方法 - Google Patents

基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统及方法，隔离型变频变压器为风电场集中变频，实现整场风电机组变速运行和最大功率跟踪，从而各单台风电机组无需配备变频器，将该技术应用于风力发电可以大幅简化系统、提高可靠性，仅需要较小的变流器容量，且兼具有分频输电在远距离输电方面的益处，尤其适用于离岸距离较远的海上风电。本发明公开了新的风电系统方案、该系统方案下的启动方法及最大功率跟踪控制方法。与现有技术相比，本发明具有成本低，可靠性高，稳定性好，风场内部谐波少等优点。

Description

基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统及方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统及方法。
背景技术
目前商用的变速风电机组均采用单台风电机组独立变频后接入恒压恒频电网，每一台风电机组均需要配备独立的变流器。现有风电机组普遍采用的低压变流器是制约机组出口电压的关键因素，中压变流器则成本高昂，且在技术成熟度、控制可靠性上远低于低压变频器。此外，大量由电力电子器件构成的变流器分散在风电场中，造成可靠性差、运维成本高。在离岸距离较远的海上风电，受限于运维可及性上述缺点尤为突出。
与本发明最近似的实现方案是采用全功率交交变频或矩阵变换器方案实现风电场集中变频并经分频输电送出，简称分频风电系统。
现有技术需要对全部风电功率进行电力电子变换，实现大规模风电接入时需要采用规模庞大的电力电子器件，其拓扑结构复杂、成本高、可靠性低、控制难度高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷基于隔离型变频变压器副边端口电压所具有的恒压频比特点而提供一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统及方法，隔离型变频变压器为风电场集中变频，实现整场风电机组变速运行和最大功率跟踪，从而各单台风电机组无需配备变频器。将该技术应用于风力发电可以大幅简化系统、提高可靠性，仅需要较小的变流器容量，且兼具有分频输电在远距离输电方面的益处，尤其适用于离岸距离较远的海上风电。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统，该系统包括风电场、连接于所述电网与所述风电场之间的旋转式隔离型变频变压器、用于控制所述旋转式隔离型变频变压器与所述风电场内的风电机组之间往来信号的中央控制单元和用于实现所述风电场和所述旋转式隔离型变频变压器之间信号传递与指令下发的通信子系统，所述旋转式隔离型变频变压器包括通过联轴单元相互连接的同步电机和绕线转子异步电机，所述旋转式隔离型变频变压器的原边由所述绕线转子异步电机的定子绕组直接引出并与电网连接，其副边由所述同步电机的定子绕组直接引出后通过交流输电线路与所述风电场连接，所述绕线转子异步电机的转子绕组与其定子绕组之间还连接设置有被检测和控制单元所控制的背靠背变流器，所述检测和控制单元与所述中央控制单元相通信连接。
进一步地，所述的联轴单元包括联轴器和变速箱(可选)。
进一步地，所述同步电机包括永磁同步电机和电励磁同步电机。
进一步地，所述交流输电线路的一端与所述旋转式隔离型变频变压器的副边之间还连接设置有用于匹配交流输电和所述旋转式隔离型变频变压器的电压等级的降压变压器(可选)，其另一端与所述风电场之间还连接设置有用于提高交流输电电压等级的风电场升压变压器(可选)。
进一步地，当所述风电机组中的发电机采用鼠笼感应发电机时，该发电机需要满足的参数条件为：
Figure BDA0002071436640000021
式中，Ns为定子每相绕组串联匝数，kNs为定子基波绕组系数，Φm为鼠笼感应发电机每极气隙磁通量，单位为Wb，pSG和ψf分别为隔离型变频变压器中同步电机的极对数和转子磁链系数，N1为风电场变压器变比，N2为降压变压器变比。
进一步地，当所述风电机组中的发电机采用永磁同步发电机时，该发电机的永磁体磁链系数需要满足的参数条件为：
Figure BDA0002071436640000022
式中，pPMSG为永磁同步发电机的极对数，ψfPMSG为永磁体磁链系数。
进一步地，当所述风电机组中的发电机采用鼠笼感应发电机时，所述风电机组中还设置有用于固定电容补偿或静止式无功补偿的无功补偿单元，所述绕线转子异步电机的转子绕组还与由电阻和断路器组成的启动单元相连接，当所述风电机组中的发电机采用永磁同步发电机时，所述风电机组中还设置有风力机、增速齿轮箱(可选)和并网断路器。
本发明还提供一种采用所述的一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统的启动控制方法，该启动控制方法包括当所述风电机组中的发电机采用鼠笼感应发电机，且所述隔离型变频变压器中配备设置有启动单元时的启动控制方法和当所述风电机组中的发电机采用永磁同步发电机，且所述隔离型变频变压器中未配备设置有启动单元时的启动控制方法。
优选地，所述当所述风电机组中的发电机采用鼠笼感应发电机，且所述隔离型变频变压器中配备设置有启动单元时的启动控制方法，包括以下步骤：
步骤1：利用所述启动单元将所述隔离型变频变压器加速至其正常工作转速后由所述背靠背变流器接管控制启动；
步骤2：利用所述中央控制单元接收所述风电场的风速信号，得出设定时间内的平均风速并根据计算设定所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的启动所需转速参考值；
步骤3：利用所述中央控制单元对一台所述风电机组发出启动指令，所述风电机组按照定速机组的启动方式启动并并网，并网后将所述风电机组的变桨控制切换为功率闭环控制，并向所述中央控制单元发送启动完成的握手信号；
步骤4：重复步骤2至步骤3，循环依次启动剩余所述风电机组；
步骤5：所述中央控制单元对各台机组的瞬时风速进行低通滤波后给定所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的最大功率跟踪运行模式所需转速参考值，至此所述风电场切换至最大功率跟踪运行模式。
优选地，所述当所述风电机组中的发电机采用永磁同步发电机，且所述隔离型变频变压器中未配备设置有启动单元时的启动控制方法，包括以下步骤：
步骤01：所述中央控制单元根据接收的风速，满足启动条件时为所述风电场中的多台所述风电机组同时发送启动指令，各台所述风电机组的所述并网断路器闭合完成偏航对风后将各台所述风电机组启用启动模式变桨控制逻辑；
步骤02：当所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机达到其正常工作转速时，所述中央控制单元向所述背靠背变流器发送正常工作指令，并同时根据设定时间内的平均风速得出所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的启动设定所需转速参考值；
步骤03：将各台所述风电机组从启动模式变桨控制逻辑转变为发电模式变桨控制逻辑；
步骤04：所述中央控制单元对各台机组的瞬时风速进行低通滤波后给定所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的最大功率跟踪运行模式所需转速参考值，至此所述风电场切换至最大功率跟踪运行模式。
优选地，所述步骤01中的启动模式变桨控制逻辑具体包括：将检测到的风力机转速经低通滤波后求取微分，与预设的风力机加速度求取偏差后将所述偏差经PI调节器输出桨距角参考值。
优选地，所述转速参考值的计算公式为：
Figure BDA0002071436640000041
式中，
Figure BDA0002071436640000042
为转速参考值，nRFFT为变速齿轮箱变速比，nWECS为风电机组中的增速齿轮箱变速比，pWECS为风电机组中的发电机极对数，λopt为最佳叶尖速比，pSG为旋转式分频变压器中永磁同步电机的极对数，R为风力机半径，
Figure BDA0002071436640000043
为中央控制单元获得的风速平均值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明中的旋转式隔离型变频变压器包括通过联轴单元相互连接的同步电机和绕线转子异步电机，所述旋转式隔离型变频变压器的原边由所述绕线转子异步电机的定子绕组直接引出并与所述电网连接，其副边由所述同步电机的定子绕组直接引出后通过交流输电线路与所述风电场连接，所述绕线转子异步电机的转子绕组与其定子绕组之间还连接设置有被检测和控制单元所控制的背靠背变流器。可实现能量双向流动，可根据应用场合灵活配置所需的频率基准值和变频范围，基于上述恒压频比特点，隔离型变频变压器的主要应用场合是由副边拖动单台或多台交流电机，实现单台或多台交流电机的开环恒压频比控制，适用于通风机、化纺等调速性能要求不高的多电机变频调速场合。
(2)本发明基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统，该系统包括电网、风电场、连接于电网与风电场之间的旋转式隔离型变频变压器、用于控制旋转式隔离型变频变压器与风电场内的风电机组之间往来信号的中央控制单元和用于实现风电场和旋转式隔离型变频变压器之间信号传递与指令下发的通信系统，对于风电机组而言，已通过仿真证明该整体系统方案可以通过集中变频实现整个风电场的变速运行和最大功率跟踪，从而各单台风电机组无需配备独立的变流器，大大降低风电机组成本并提高风电机组可靠性，同时各单台风电机组的发电机出口电压等级可以提升至10kV等级，从而无需为风电机组单独配备升压变压器。对频率变换装置而言，电力电子变换器容量较小，仅需要额定容量的30％左右，同时所需的电力电子器件的规模大幅减少、可靠性大幅提高。
(3)本发明中的联轴单元包括联轴器和变速箱，机械旋转惯量充足，在稳定性和电网支撑方面更具有优势。
(4)本发明风力发电系统中交流输电线路的一端与旋转式隔离型变频变压器的副边之间还连接设置有用于匹配交流输电和所述旋转式隔离型变频变压器的电压等级的降压变压器，其另一端与风电场之间还连接设置有用于提高交流输电电压等级的风电场升压变压器，且采用低频交流输电，可降低风电机组中齿轮箱的变速比或发电机的极对数。
(5)本发明风力发电系统中的隔离型变频变压器的原边和副边具有电磁隔离，因而电力电子变流器产生的谐波不会传递到风电场，因此风电场谐波污染很小。
附图说明
图1为本发明中隔离型变频变压器与鼠笼感应发电机构成的风电整体系统结构图；
图2为本发明中隔离型变频变压器与永磁同步发电机构成的风电整体系统结构图；
图3为本发明中单台风电机组的变桨控制策略；
图4为本发明中风电场经隔离型变频变压器送出系统的运行控制仿真结果示意图，其中，图4(a)为单台风电机组各运行参数：风速-风力机转速-发电机电磁转矩-桨距角随时间的变化示意图，图4(b)为旋转式分频变压器转速变化示意图，图4(c)为单台风电机组输电频率的变化示意图，图4(d)为单台风电机组的PCC点电压有效值的变化示意图，图4(e)单台风电机组的PCC点单相电压和电流的变化示意图。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
本发明包括风电场经隔离型变频变压器接入电网的整体系统方案、启动方法及最大功率跟踪控制方法。
第一部分：由隔离型变频变压器构成的分频输电风力发电系统整体系统方案
本发明基于隔离型变频变压器副边端口电压所具有的恒压频比特点，提出一种风电场集中变频后经分频输电送出的系统方案及控制方法。
整体系统方案包括风电机组、风电场内网、风电场升压变压器(可选)、低频交流输电线路、降压变压器(可选)、隔离型变频变压器(或多套隔离型变频变压器并联运行)、通信系统，以及中央控制单元。其中，隔离型变频变压器由以下部件构成：①一台绕线转子异步电机；②一台同步电机(可以是永磁同步电机或电励磁同步电机，后者还包括同步机励磁单元)；③联轴单元，包含联轴器和可选的变速箱；④背靠背变流器；⑤检测和控制单元；⑥启动单元，可根据需要选择是否配备。风电场内网用于联接多台风电机组并构成风电场。隔离型变频变压器的原边与电网相连，副边通过低频交流输电线路与风电场相连，并通过控制实现风电场的整场集中变频，实现各台风电机组的变速运行和最大功率跟踪。风电场升压变压器是为了提高交流输电的电压等级，降压变压器是为了匹配交流输电和隔离型变频变压器的电压等级，二者是可选部件。通信系统用于实现风电场和隔离型变频变压器之间的信号传递和指令下发，可采用现有的成熟通信方案。中央控制单元的主要功能是协调隔离型变频变压器和风电场中的风电机组，其接收风电场的风速信号和握手信号，下发各台机组的启动指令、并网指令以及隔离型变频变压器的启动信号。
风电机组中的发电机可以采用鼠笼感应发电机或永磁同步发电机，当采用鼠笼感应发电机时区别于现有风电机组的是各台风电机组内部不采用变流器，由于省去机组变流器，建议发电机出口电压为10kV以上，因此各台机组内部也无需采用箱式变压器。
假定风电机组中发电机的极对数为pWECS，风电场变压器的变比为1：N1(不采用时N1＝1)，降压变压器的变比为N2：1(不采用时N2＝1)，为保证发电机风力发电机的气隙磁通恒定提高发电机效率，对两种发电机的参数作如下要求。
当采用鼠笼感应发电机时，需满足以下参数条件：
Figure BDA0002071436640000071
式中，Ns为定子每相绕组串联匝数，kNs为定子基波绕组系数，Φm为鼠笼感应发电机每极气隙磁通量(Wb)，pSG和ψf分别为隔离型变频变压器中同步电机的极对数和转子磁链系数。
当采用永磁同步发电机时，发电机的永磁体磁链系数需满足以下参数条件：
Figure BDA0002071436640000072
式中，pPMSG为永磁同步发电机的极对数，ψfPMSG为永磁体磁链系数。
风电机组采用不同类型的发电机时，相应的整体系统方案略有不同。
当风电机组采用鼠笼感应发电机时，风电机组与商用的定速风电机组在结构上并无差异，风电机组的启动方法、软并网方法均可直接借鉴，区别在于发电机设计需要考虑在较低的交流电频率下工作。值得指出的是常规的定速机组在本发明方案下做变频变速运行，即在本发明方案下可实现变速运行。系统方案见图1所示，风电场中的无功补偿单元是建议采用的，可以是固定电容补偿或基于电力电子技术的静止式无功补偿。
当采用永磁同步发电机时，风电机组由风力机、增速齿轮箱(可选)、永磁同步发电机和并网断路器构成，此时隔离型变频变压器不必要配备启动单元，风电场中的无功补偿单元是可选的，系统方案见图2所示。
上述两种整体系统方案具有以下共同特点：
1)各单台风电机组无需配备电力电子变换器，整个风电场的最大功率跟踪由隔离型变频变压器完成控制。风电场中的各台风电机组建议采用相同的机型，即机组类型、容量和参数均一致；若机组机型不一致，各风电机组两两之间至少应当满足下式的条件
Figure BDA0002071436640000073
式中，λopt为最佳叶尖速比，pWECS为风电机组中的发电机极对数，nWECS为风电机组中的增速齿轮箱变速比，R为风力机的半径，最后的序号1和2分别代表对应的两两风电机组。
2)由于各单台风电机组不采用电力电子变换器，因此风电机组中发电机的电压等级可采用较高的电压等级(如10kV或20kV)，从而各单台风电机组不需要独立的箱式变压器。
上述整体系统方案最为典型的应用场景是离岸较远的海上风电，通过岸上隔离型变频变压器的控制即可实现风电场整场变速运行，可有效简化海上风电机组的复杂度并大幅提高其可靠性，且具有分频输电在远距离输电方面带来的益处。
第二部分：由隔离型变频变压器构成的分频输电风力发电系统的启动方法与最大功率跟踪控制
以下整个风电场采用完全相同的机型，但在永磁同步发电机和鼠笼感应发电机这两种风电机组发电机类型中做具体选择时启动方法有所不同，以下分别进行叙述。
1)当风电机组采用鼠笼感应发电机时，隔离型变频变压器需要配备启动单元，整个系统的启动方法如下：
第一步，借助启动单元将隔离型变频变压器加速至其正常工作转速，随后由背靠背变流器接管控制，完成隔离型变频变压器的启动；
第二步，中央控制单元接收风电场的风速信号并计算一段时间(如10分钟)的平均风速
Figure BDA0002071436640000081
根据下式设定隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的启动设定所需转速参考值
Figure BDA0002071436640000082
Figure BDA0002071436640000083
第三步，中央控制单元对一台风电机组发送启动指令。风电机组按照定速机组的启动方式启动并并网。随后，其变桨系统切换至功率参考值为机组额定功率的功率闭环控制，该机组像中央控制单元发送启动完成的握手信号。
第四步，重复第二步，依次启动剩余风电机组。
第五步，中央控制单元对各台机组的瞬时风速低通滤波后取平均值
Figure BDA0002071436640000084
按照下式给定隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的最大功率跟踪运行模式所需转速参考值
Figure BDA0002071436640000085
Figure BDA0002071436640000086
至此风电场切换至最大功率跟踪运行模式。
2)当风电机组采用永磁同步发电机时，隔离型变频变压器不必要配备启动单元，整个系统的启动方法如下：
第一步，中央控制单元根据接收到的风速，若满足风电机组启动条件，为风电场中的多台风电机组同时发送启动指令。各台风电机组的并网断路器闭合，完成偏航对风，随后各台风电机组的变桨系统启用启动模式变桨控制，见图3所示，具体的，检测到的风力机转速ωWT经低通滤波后求取微分，与预设的风力机加速度
Figure BDA0002071436640000091
求取偏差，偏差值经PI调节器后输出桨距角参考值，
Figure BDA0002071436640000092
应设置成较低值(如0.01pu/s或更低)，以确保隔离型变频变压器中的永磁同步电机能启动并拖动绕线转子异步电机加速旋转。中央控制单元实时检测隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的转速，在转速达到其正常工作转速(通常为其同步转速的0.7倍左右)之前背靠背变流器处于闭锁状态。
第二步，当绕线转子异步电机的转速达到其正常工作转速时，中央控制单元为背靠背变流器下发正常工作指令，同时根据接收到的风电场的风速信号计算一段时间(如10分钟)平均风速
Figure BDA0002071436640000093
并按照下式设定隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的启动设定所需转速参考值
Figure BDA0002071436640000094
Figure BDA0002071436640000095
第三步，各台风电机组的变桨系统由启动模式变桨控制转变为发电模式变桨控制，见图3。
第四步，中央控制单元对各台机组的瞬时风速低通滤波后取平均值
Figure BDA0002071436640000096
按照下式给定隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的最大功率跟踪运行模式所需转速参考值
Figure BDA0002071436640000097
Figure BDA0002071436640000098
至此风电场已切换至最大功率跟踪运行模式。
第三部分：针对本发明系统及方法进行具体仿真的验证和结果展示
本发明所描述的所有技术特征已通过PSCAD软件进行了电磁暂态仿真验证。仿真中将隔离型变频变压器与风电场构成一个系统，考察通过隔离型变频变压器实现风电场整场变频实现最大功率跟踪的可行性。
在一例仿真案例中，风电机组采用鼠笼感应发电机，风电场由18台1.5MW的定速机组(发电机采用鼠笼感应发电机，在本方案中可实现变速运行)构成，风电机组的额定风速为10m/s，桨叶半径43米，齿轮箱变速比为29.67(在极对数为2的定速机组接入50Hz电网时，齿轮箱变速比通常为100左右，降低齿轮箱变速比是本发明的一大优势)，鼠笼感应发电机的定子线电压额定值为10kV，风电场无升压变压器配备。隔离型变频变压器中，永磁同步电机的额定容量为30MVA，定子线电压额定值为10kV，额定频率为16.667Hz；绕线转子异步电机的额定容量为33MVA。选取隔离型变频变压器的副边作为PCC点，风电场配置了一台SVG，其按照PCC点无功为零实施控制。
仿真结果如图4(a)～图4(e)所示：仿真中，设定整个风电场风速一致，风速按斜坡增加至11m/s后又斜坡下降，如图4(a)所示，考察在隔离型变频变压器控制下，隔离型变频变压器和风电机组的动态响应。从仿真结果图4(b)、图4(c)和图4(d)可见，隔离型变频变压器很好的实现变速运行，输电频率和PCC公共连接并网点电压有效值近似呈现恒压频比特性。在隔离型变频变压器的控制下，风电机组实现变速运行和最大功率跟踪，具有与常规变速机组一致的变速段、恒转速段和恒额定功率段，如图4(e)所示，从PCC公共连接并网点相电压和电流波形看，谐波成分非常少，表明该系统运行特性良好。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统，其特征在于，该系统包括风电场、连接于电网与所述风电场之间的旋转式隔离型变频变压器、用于控制所述旋转式隔离型变频变压器与所述风电场内的风电机组之间往来信号的中央控制单元和用于实现所述风电场和所述旋转式隔离型变频变压器之间信号传递与指令下发的通信子系统，所述旋转式隔离型变频变压器包括通过联轴单元相互连接的同步电机和绕线转子异步电机，所述旋转式隔离型变频变压器的原边由所述绕线转子异步电机的定子绕组直接引出并与电网连接，其副边由所述同步电机的定子绕组直接引出后通过交流输电线路与所述风电场连接，所述绕线转子异步电机的转子绕组与其定子绕组之间还连接设置有被检测和控制单元所控制的背靠背变流器，所述检测和控制单元与所述中央控制单元相通信连接；
当所述风电机组中的发电机采用鼠笼感应发电机时，该发电机需要满足的参数条件为：
Figure QLYQS_1
式中，Ns为定子每相绕组串联匝数，kNs为定子基波绕组系数，Φm为鼠笼感应发电机每极气隙磁通量，单位为Wb，pSG和ψf分别为隔离型变频变压器中同步电机的极对数和转子磁链系数，N1为风电场变压器变比，N2为降压变压器变比；
当所述风电机组中的发电机采用永磁同步发电机时，该发电机的永磁体磁链系数需要满足的参数条件为：
Figure QLYQS_2
式中，pPMSG为永磁同步发电机的极对数，ψfPMSG为永磁体磁链系数。
2.根据权利要求1所述的一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统，其特征在于，所述的联轴单元包括联轴器，所述同步电机包括永磁同步电机和电励磁同步电机，所述交流输电线路的一端与所述旋转式隔离型变频变压器的副边之间还连接设置有用于匹配交流输电和所述旋转式隔离型变频变压器的电压等级的降压变压器，其另一端与所述风电场之间还连接设置有用于提高交流输电电压等级的风电场升压变压器。
3.根据权利要求1所述的一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统，其特征在于，当所述风电机组中的发电机采用鼠笼感应发电机时，所述风电机组中还设置有用于固定电容补偿或静止式无功补偿的无功补偿单元，所述绕线转子异步电机的转子绕组还与由电阻和断路器组成的启动单元相连接；当所述风电机组中的发电机采用永磁同步发电机时，所述风电机组中还设置有风力机和并网断路器。
4.一种采用如权利要求3所述的一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统的启动控制方法，其特征在于，该启动控制方法包括当所述风电机组中的发电机采用鼠笼感应发电机，且所述隔离型变频变压器中配备设置有启动单元时的启动控制方法和当所述风电机组中的发电机采用永磁同步发电机，且所述隔离型变频变压器中未配备设置有启动单元时的启动控制方法。
5.根据权利要求4所述的一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述当所述风电机组中的发电机采用鼠笼感应发电机，且所述隔离型变频变压器中配备设置有启动单元时的启动控制方法，包括以下步骤：
步骤1：利用所述启动单元将所述隔离型变频变压器加速至其正常工作转速后由所述背靠背变流器接管控制启动；
步骤2：利用所述中央控制单元接收所述风电场的风速信号，得出设定时间内的平均风速并根据计算设定所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的启动所需转速参考值；
步骤3：利用所述中央控制单元对一台所述风电机组发出启动指令，所述风电机组按照定速机组的启动方式启动并并网，并网后将所述风电机组的变桨控制切换为功率闭环控制，并向所述中央控制单元发送启动完成的握手信号；
步骤4：重复步骤2至步骤3，循环依次启动剩余所述风电机组；
步骤5：所述中央控制单元对各台机组的瞬时风速进行低通滤波后给定所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的最大功率跟踪运行模式所需转速参考值，至此所述风电场切换至最大功率跟踪运行模式。
6.根据权利要求4所述的一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述当所述风电机组中的发电机采用永磁同步发电机，且所述隔离型变频变压器中未配备设置有启动单元时的启动控制方法，包括以下步骤：
步骤01：所述中央控制单元根据接收的风速，满足启动条件时为所述风电场中的多台所述风电机组同时发送启动指令，各台所述风电机组的所述并网断路器闭合完成偏航对风后将各台所述风电机组启用启动模式变桨控制逻辑；
步骤02：当所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机达到其正常工作转速时，所述中央控制单元向所述背靠背变流器发送正常工作指令，并同时根据设定时间内的平均风速得出所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的启动设定所需转速参考值；
步骤03：将各台所述风电机组从启动模式变桨控制逻辑转变为发电模式变桨控制逻辑；
步骤04：所述中央控制单元对各台机组的瞬时风速进行低通滤波后给定所述隔离型变频变压器中绕线转子异步电机的最大功率跟踪运行模式所需转速参考值，至此所述风电场切换至最大功率跟踪运行模式。
7.根据权利要求6所述的一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统的启动控制方法，其特征在于，所述步骤01中的启动模式变桨控制逻辑具体包括：将检测到的风力机转速经低通滤波后求取微分，与预设的风力机加速度求取偏差后将所述偏差经PI调节器输出桨距角参考值。
8.根据权利要求5或6所述的一种基于隔离型变频变压器的分频输电风力发电系统的启动控制方法，所述转速参考值的计算公式为：
Figure QLYQS_3
式中，
Figure QLYQS_4
为转速参考值，nRFFT为变速齿轮箱变速比，nWECS为风电机组中的增速齿轮箱变速比，pWECS为风电机组中的发电机极对数，λopt为最佳叶尖速比，pSG为旋转式分频变压器中永磁同步电机的极对数，R为风力机半径，
Figure QLYQS_5
为中央控制单元获得的风速平均值。
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