CN111594384B - 一种对电压源型风电机组的控制方法及主控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对电压源型风电机组的控制方法及主控系统，包括：基于电网是否处于频率大扰动工况确定风电机组的运行模式；当风电机组运行于电流源运行模式时，基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式；当风电机组运行于电压源运行模式时，基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。本发明在电压源模式运行过程，通过优化发电机转矩指令，避免由于转矩超限饱和导致电压源控制模式失稳，增强了主控系统与变流器之间的配合。

Description

一种对电压源型风电机组的控制方法及主控系统
技术领域
本发明涉及新能源接入与控制，具体涉及一种对电压源型风电机组的控制方法及主控系统。
背景技术
近年来风电发展迅猛，装机规模迅速增加。由于风电强随机波动性及电力电子方式并网（电流源型运行模式），被动适应电网变化，导致高比例风电系统安全稳定运行面临严峻挑战。现有技术已成功提供了风电机组电网主动支撑技术，实现对电压/频率主动支撑，较好解决了高比例风电系统安全稳定运行问题。
但随着风电渗透率进一步提高，常规电流源型风电机组，虽具备电网主动支撑能力，仍无法满足系统安全稳定运行要求。有学者提出开发电压源型风电机组，让风电机组实现虚拟同步机运行，以解决高比例风电系统电压/频率稳定问题，该方案已取得较好的优化效果。但是风电机组采用电压源型运行模式后，变流器控制输出的发电机转矩不完全响应风电机组主控系统发电机转矩指令，甚至当电网频率出现大扰动时，变流器控制输出的发电机转矩完全不响应主控系统发电机转矩指令，导致风电机组主控系统变速变桨控制功能异常，易触发停机，甚至危及机组运行安全。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供了一种对电压源型风电机组的控制方法，包括：
主控系统采集当前电网频率大扰动状态标识、变速变桨控制环输出的发电机转矩指令、电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩；
当所述电网频率大扰动状态标识为大扰动状态时，主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式；
当所述电网频率大扰动状态标识为非大扰动状态时，主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。
优选的，所述主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式，包括：
主控系统基于控制周期内的变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令与发电机最大输出扭矩之间的关系，确定向变流器发送的第一发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式。
优选的，所述第一发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 737023DEST_PATH_IMAGE001
式中：T gd(n)为第n个控制周期的发电机转矩输出指令，T gmd(n)为第n个控制周期变速变桨控制环输出的发电机转矩指令，△T f(n)为第n个控制周期电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，T max为发电机最大转矩。
优选的，所述主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式，包括：
主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。
优选的，所述主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式，包括：
当虚拟同步所需发电机转矩>发电机最大转矩时，则主控系统向变流器发送的第二发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式；
当虚拟同步所需发电机转矩<发电机最大转矩的相反数时，则主控系统向变流器发送的第三发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和>发电机最大转矩时，则主控系统向变流器发送的第四发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且0≤虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和≤发电机最大转矩时，则主控系统向变流器发送的第五发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和<0时，则主控系统向变流器发送的第六发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式。
优选的，所述第二发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 22510DEST_PATH_IMAGE002
式中，T gd(n)为第n个控制周期的发电机转矩输出指令，T gd(n-1)为第n-1个控制周期的发电机转矩输出指令，b为发电机输出转矩变化斜率限制值，T为控制周期，T max为发电机最大转矩；
所述第三发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 306992DEST_PATH_IMAGE003
；
所述第四发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 361536DEST_PATH_IMAGE004
；
所述第五发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 525801DEST_PATH_IMAGE005
；
式中：T gmd(n)为变速变桨控制环输出的发电机转矩指令；
所述第六发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 564164DEST_PATH_IMAGE006
式中：△T fr(n)为虚拟同步所需发电机转矩。
优选的，所述确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式之后，还包括：
主控系统基于采集的电网频率更新所述电网频率大扰动状态标识。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种对电压源型风电机组进行控制的主控系统，包括：
采集模块，用于采集当前电网频率大扰动状态标识、变速变桨控制环输出的发电机转矩指令、电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩；
频率支撑模块，用于当所述电网频率大扰动状态标识为大扰动状态时，基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式；
运行模式切换模块，用于当所述电网频率大扰动状态标识为非大扰动状态时，基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。
优选的，所述频率支撑模块，具体用于：
基于控制周期内的变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令与发电机最大输出扭矩之间的关系，确定向变流器发送的第一发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式。
优选的，所述运行模式切换模块，具体用于：
基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。
本发明的有益效果为：
本发明提供的技术方案，主控系统采集当前电网频率大扰动状态标识、变速变桨控制环输出的发电机转矩指令、电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩；当所述电网频率大扰动状态标识为大扰动状态时，主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式；当所述电网频率大扰动状态标识为非大扰动状态时，主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。本发明中当电网频率处于大扰动工况下时，主控系统采用电流源运行模式，保证风电机组正常稳定运行，同时提供频率主动支撑功能，提高电网频率稳定水平；当电网频率处于非大扰动工况下时，主控系统采用电压源模式，通过主控系统优化发电机转矩输出指令，避免电压源型风电机组出现由于转矩超限饱和导致电压源控制模式失稳问题，增强了电压源型风电机组主控系统与变流器之间的配合。
附图说明
图1为发明中一种对电压源型风电机组的控制方法流程图；
图2为本发明中电压源型风电机组优化控制方法框图；
图3为本发明中电压源型风电机组优化控制方法的详细流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
实施例1：如图1所示，本发明提供的一种对电压源型风电机组的控制方法，包括：
S1主控系统采集当前电网频率大扰动状态标识、变速变桨控制环输出的发电机转矩指令、电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩；
S2当所述电网频率大扰动状态标识为大扰动状态时，主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式；
S3当所述电网频率大扰动状态标识为非大扰动状态时，主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。
如图2所示，主控系统在对电压源型风电机组进行控制的过程中，主控系统向变流器发送发电机转矩输出指令T gd、电压源运行模式标志位C，变流器向主控系统反馈发电机输出转矩、虚拟同步所需发电机转矩△T fr及发电机转速；主控制系统通过频率采集，获得频率大扰动标志位B。在频率大扰动工况下，风电机组为电流源运行模式，提供频率主动支撑功能；通过发电机最大输出扭矩T max与△T fr之间关系确定风电机组是否进入电压源运行模式。
如图3所示，对本发明提供的一种对电压源型风电机组的控制方法进行具体描述，包括：
（1）采集得到第n个控制周期的发电机转速ωg(n)，虚拟同步所需发电机转矩△T fr(n)，频率大扰动标志位B，电网频率f (n)，发电机输出转矩T g (n)，变速变桨控制环输出最大能量跟踪模式下（MPPT）的发电机转矩指令T gmd(n)，频率主动支撑控制环输出支撑频率所需发电机转矩指令△T f (n)；
（2）如果频率大扰动标志位B=1，则第n个控制周期的主控系统发电机转矩输出指令T gd(n)为：
Figure 370446DEST_PATH_IMAGE001
式中，T max发电机最大转矩，通常取额定转矩1.2倍；
电压源运行模式标志位C设置为0；
如果49.9Hz≤f(n)≤50.1Hz，频率大扰动标志位B设置为0；
（3）如果频率大扰动标志位B=0，虚拟同步所需发电机转矩△T fr(n)＞T max，则第n个控制周期的主控系统发电机转矩输出指令T gd(n)为：
Figure 295808DEST_PATH_IMAGE002
式中，T gd(n-1)为第n-1个控制周期的主控系统发电机转矩输出指令，b为发电机输出转矩变化斜率限制值，T为控制周期，T max为发电机最大转矩；
电压源运行模式标志位C设置为0；
（4）如果频率大扰动标志位B=0，虚拟同步所需发电机转矩△T fr(n)＜－T max，则第n个控制周期的主控系统发电机转矩输出指令T gd(n)为：
Figure 365395DEST_PATH_IMAGE003
；
电压源运行模式标志位C设置为0；
（5）如果频率大扰动标志位B=0，虚拟同步所需发电机转矩
Figure 891054DEST_PATH_IMAGE007
，且T gmd(n)＋△T fr(n)＞T max，则第n个控制周期的主控系统发 电机转矩输出指令T gd(n)为：
T gd(n)=T max－△T fr(n)；
电压源运行模式标志位C设置为1；
（6）如果频率大扰动标志位B=0，虚拟同步所需发电机转矩
Figure 501027DEST_PATH_IMAGE008
，且0≤T gmd(n)+△T fr(n) ≤T max，则第n个控制周期的主控系统 发电机转矩输出指令T gd(n)为：
T gd(n)= T gmd(n)；
电压源运行模式标志位C设置为1；
（7）如果频率大扰动标志位B=0，虚拟同步所需发电机转矩
Figure 733426DEST_PATH_IMAGE009
，且T gmd(n)+△T fr(n)＜0，则第n个控制周期的主控系统发电机 转矩输出指令T gd(n)为：
T gd(n)=－△T fr(n)；
电压源运行模式标志位C设置为1：
（8）如果频率大扰动标志位B=0，且f(n)＞51Hz或 f(n)＜49Hz，则频率大扰动标志位B设置为1。
（9）把第n个控制周期的发电机转矩输出指令T gd(n)、电压源运行模式标志位C发送给变流器执行控制指令。
本发明提供的对电压源型风电机组的控制方法中，提供了发电机转矩输出指令T gd的给定，取决于T max、△T fr及变速变桨控制环输出最大能量跟踪模式下（MPPT）的发电机转矩指令T gmd。本发明还提供了在电流源运行模式（C=0）及电压源运行模式(C=1)下，T gd取值的三种情形。
实施例2：基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种对电压源型风电机组进行控制的主控系统，包括：
采集模块，用于采集当前电网频率大扰动状态标识、变速变桨控制环输出的发电机转矩指令、电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩；
频率支撑模块，用于当所述电网频率大扰动状态标识为大扰动状态时，基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式；
运行模式切换模块，用于当所述电网频率大扰动状态标识为非大扰动状态时，基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。
实施例中，所述频率支撑模块，具体用于：
基于控制周期内的变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令与发电机最大输出扭矩之间的关系，确定向变流器发送的第一发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式。
实施例中，所述第一发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 36231DEST_PATH_IMAGE001
式中：T gd(n)为第n个控制周期的发电机转矩输出指令，T gmd(n)为第n个控制周期变速变桨控制环输出的发电机转矩指令，△T f (n)为第n个控制周期电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，T max为发电机最大转矩。
实施例中，所述运行模式切换模块，具体用于：
当虚拟同步所需发电机转矩>发电机最大转矩时，则向变流器发送的第二发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式；
当虚拟同步所需发电机转矩<发电机最大转矩的相反数时，则向变流器发送的第三发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和>发电机最大转矩时，则向变流器发送的第四发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且0≤虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和≤发电机最大转矩时，则向变流器发送的第五发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和<0时，则向变流器发送的第六发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式。
实施例中，所述第二发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 537269DEST_PATH_IMAGE002
式中，T gd(n)为第n个控制周期的发电机转矩输出指令，T gd(n-1)为第n-1个控制周期的发电机转矩输出指令，b为发电机输出转矩变化斜率限制值，T为控制周期，T max为发电机最大转矩；
所述第三发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 950933DEST_PATH_IMAGE003
；
所述第四发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 37838DEST_PATH_IMAGE004
；
所述第五发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 511544DEST_PATH_IMAGE005
；
式中：T gmd(n)为变速变桨控制环输出的发电机转矩指令；
所述第六发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure 746217DEST_PATH_IMAGE006
式中：△T fr(n)为虚拟同步所需发电机转矩。
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。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种对电压源型风电机组的控制方法，其特征在于，包括：
主控系统采集当前电网频率大扰动状态标识、变速变桨控制环输出的发电机转矩指令、电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩；
当所述电网频率大扰动状态标识为大扰动状态时，主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式；
相应的，主控系统基于控制周期内的变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的第一发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式；
当所述电网频率大扰动状态标识为非大扰动状态时，主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式中：T gd(n)为第n个控制周期的发电机转矩输出指令，T gmd(n)为第n个控制周期变速变桨控制环输出的发电机转矩指令，△T f(n)为第n个控制周期电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令，T max为发电机最大转矩。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主控系统基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式，包括：
当虚拟同步所需发电机转矩>发电机最大转矩时，则主控系统向变流器发送的第二发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式；
当虚拟同步所需发电机转矩<发电机最大转矩的相反数时，则主控系统向变流器发送的第三发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和>发电机最大转矩时，则主控系统向变流器发送的第四发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且0≤虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和≤发电机最大转矩时，则主控系统向变流器发送的第五发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式；
当发电机最大转矩的相反数≤虚拟同步所需发电机转矩≤发电机最大转矩，且虚拟同步所需发电机转矩与变速变桨控制环输出的发电机转矩之和<0时，则主控系统向变流器发送的第六发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电压源运行模式。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式中，T gd(n)为第n个控制周期的发电机转矩输出指令，T gd(n-1)为第n-1个控制周期的发电机转矩输出指令，b为发电机输出转矩变化斜率限制值，T为控制周期，T max为发电机最大转矩；
所述第三发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
所述第四发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
所述第五发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
式中：T gmd(n)为变速变桨控制环输出的发电机转矩指令；
所述第六发电机转矩输出指令，如下式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
式中：△T fr(n)为虚拟同步所需发电机转矩。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式之后，还包括：
主控系统基于采集的电网频率更新所述电网频率大扰动状态标识。
6.一种对电压源型风电机组进行控制的主控系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集当前电网频率大扰动状态标识、变速变桨控制环输出的发电机转矩指令、电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩；
频率支撑模块，用于当所述电网频率大扰动状态标识为大扰动状态时，基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式；相应的，主控系统基于控制周期内的变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和电网频率主动支撑控制环输出支撑频率所需的发电机转矩指令与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的第一发电机转矩输出指令，并将风电机组的运行模式设置为电流源运行模式；
运行模式切换模块，用于当所述电网频率大扰动状态标识为非大扰动状态时，基于变速变桨控制环输出的发电机转矩指令和虚拟同步所需发电机转矩与发电机最大转矩之间的关系，确定向变流器发送的发电机转矩输出指令和风电机组的运行模式。
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