CN111835023A - 一种双馈风电机组控制方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双馈风电机组控制方法、装置和存储介质，方法包括：实时检测双馈风机运行状态数据，判断双馈风机是否发生系统频率扰动；响应于未发生系统频率扰动，则以最大功率跟踪模式进行风机控制，否则启动转矩极限控制模式进行风机控制；转矩极限控制模式下，双馈风机先提供恒定功率支撑，然后有功输出随转速线性下降，直至双馈风机输出电磁功率与捕获的机械功率差趋近于零。随后加速阶段中，双馈风机有功先随时间缓慢斜坡下降，然后维持恒定，直至与最大功率跟踪输出值相等，最后回到最大功率跟踪控制状态。利用本发明能够使双馈风机更快恢复转速，同时能较大程度避免频率二次跌落，且在不同频率响应中均能有效提升频率跌落最低点。

Description

一种双馈风电机组控制方法、装置和存储介质

技术领域

本发明涉及电力系统控制技术领域，特别是一种双馈风电机组控制方法、装置和存储介质。

背景技术

近年来，能源界普遍认为在目前可再生能源的开发利用中风力发电是技术最成熟，最具规模开发和商业化前景的发电技术。随着风能利用技术逐步成熟，风力发电在电网中所占比例不断增加。双馈风电机组发电效率高，变流器容量小，已成为目前风电场中的主流机型之一。

由于双馈风电机组通常运行在最大功率跟踪状态，其转子转速与系统频率解耦，在频率跌落时无法起到支撑作用。因此，让电网中的风电机组参与系统频率控制，对于促进风电消纳和维护电网安全稳定运行至关重要。

目前，双馈风电机组参与系统频率控制方法主要包括两类：

一类是通过超速或变桨的方式让机组减载运行，风电机组提供长期的功率支撑从而减少稳态频率偏差，但风电机组长期减载运行，经济性较差；

另一类是利用风电机组转子动能短期提供功率支撑，该方法可充分发挥风电机组转速调节范围大的优势，使得风电机组具备可观的惯性响应能力。但存在以下问题：存在惯性响应能力随着转速下降而减弱，导致频率恢复过程中后续有功不足，从而引起二次频率跌落现象。系统频率发生二次跌落时，系统不平衡功率更大、惯性更小，频率不能迅速恢复，由于电源与负荷在低频率下重新平衡的稳定性差，容易再度失去平衡，影响系统中厂用设备出力，造成故障和跳闸。尤其在高渗透率的电力系统中，这种现象更为明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种双馈风电机组控制方法、装置和存储介质，能够使双馈风机更快恢复转速，同时能较大程度避免频率二次跌落。

本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种双馈风电机组控制方法，包括：

实时获取电力系统频率和双馈风机运行状态数据；

基于实时获取的数据判断双馈风机是否发生系统频率扰动；

响应于未发生系统频率扰动，则以最大功率跟踪模式进行风机控制，否则启动转矩极限控制模式进行风机控制；

所述转矩极限控制模式的控制过程包括：

基于实时获取的数据，判断系统频率是否跌落至最低点，以及风机已释放转子动能是否达到总可利用动能的设定比例，若满足其一则控制双馈风机输出功率随转速下降，否则控制双馈风机提供恒定电磁功率支撑；

在控制双馈风机输出功率随转速下降的过程中，响应于风机输出电磁功率与捕获的机械功率的差值小于设定差值阈值，或者风机转子转速变化率小于设定转速变化率阈值，则控制双馈风机输出功率以设定的速度随时间下降设定时段后保持不变；

在控制双馈风等级输出功率保持不变的过程中，响应于风机实时输出电磁功率与相应时刻的转速下风机处于最大功率跟踪控制模式的输出电磁功率相等，则切换至最大功率跟踪模式进行风机控制。

以上方案中，在发生频率扰动后，双馈风机在转子释放系统频率跌落至最低点之前提供恒定功率支撑，能避免频率二次跌落问题，在不同频率响应中均能有效提升频率跌落最低点。在风机输出电磁功率与捕获的机械功率的差值小于设定差值阈值，或者风机转子转速变化率小于设定转速变化率阈值时，通过控制双馈风机输出功率随时间下降至一个较低值实现双馈风机的加速阶段，可使得双馈风机拥有更快的转速恢复速度。

可选的，所述双馈风机运行状态数据包括双馈风机输出电磁功率、风机转子转速、捕获的机械功率和最大功率跟踪曲线；

基于实时获取的数据判断双馈风机是否发生系统频率扰动包括：

计算电力系统频率偏差、频率变化率；

判断所述系统频率偏差及频率变化率是否达到相应的预设启动阈值，若满足其一则判断为发生了系统频率扰动。

定义f为电力系统频率，Δf为系统频率偏差，T1和T2分别为频率偏差和变化率的预设启动阈值，本发明中，当双馈风机的系统频率偏差和频率变化率达到预设启动阈值时，认为发生了系统频率扰动，判断依据即：

|Δf|＞T₁或者|df/dt|≥T₂。

可选的，电力系统频率跌落至最低点的判断依据为：

f(t)＞f(t-1)

风机已释放转子动能达到总可利用动能的设定比例的判断依据为：

式中，f(t)为t时刻的电力系统频率，f(t-1)为t-1时刻的系统频率，ω_r为风机转子转速，ω_r0为转子的初始转速，ω_{r_lim}为转子最低限速值，m为双馈风机释放转子动能占总可利用动能的设定比例，m优选为范围值：60％～70％。

以上方案针对风机频率变化特性设计，系统频率事故发生时首先会大幅度频率下跌，下降至最低点后频率开始回升，所以认为当频率开始回升，即当前时刻的频率值大于上一时刻频率值，则认为跌落到最低点了。

可选的，所述控制双馈风机提供的恒定电磁功率支撑为：

P_ITLC＝P_ref0+ΔP_OP

式中，P_ref0为在发生频率扰动前双馈风机的输出电磁功率稳态值，ΔP_OP为一定值。即双馈风机输出电磁功率值为在扰动事故前的稳态值基础上增加一定值，且维持不变。

可选的，响应于系统频率未跌落至最低点，且风机已释放转子动能未达到总可利用动能的设定比例，则控制双馈风机输出功率随转速线性下降。

可选的，定义P_ITLC为双馈风机输出电磁功率，P_MACH为双馈风机捕获的机械功率，ω_r为双馈风机转子转速，t为时间；

响应于满足条件|P_ITLC-P_MACH|＜5×10^-4或|dω_r/dt|＜5×10^-4，则控制双馈风机输出电磁功率以设定的速度随时间线性下降设定时段后保持不变；所述设定的速度为0.01～0.015pu/s，设定时段为3～5s。

第二方面，本发明提供一种双馈风电机组控制装置，包括：

数据采集模块，被配置用于获取电力系统频率和双馈风机实时运行状态数据；

扰动判断模块，被配置用于基于实时获取的数据判断双馈风机是否发生系统频率扰动；

最大功率跟踪模式控制模块，被配置用于响应于未发生系统频率扰动，以最大功率跟踪模式进行风机控制；

转矩极限模式控制模块，被配置用于响应于发生系统频率扰动，以转矩极限控制模式进行风机控制；

所述转矩极限控制模块以转矩极限控制模式进行风机控制包括：

基于实时获取的数据，判断系统频率是否跌落至最低点，以及风机已释放转子动能是否达到总可利用动能的设定比例，若满足其一则控制双馈风机输出功率随转速下降，否则控制双馈风机提供恒定电磁功率支撑；

在控制双馈风机输出功率随转速下降的过程中，响应于风机输出电磁功率与捕获的机械功率的差值小于设定差值阈值，或者风机转子转速变化率小于设定转速变化率阈值，则控制双馈风机输出功率以设定的速度随时间下降设定时段后保持不变；

在控制双馈风等级输出功率保持不变的过程中，响应于风机实时输出电磁功率与相应时刻的转速下风机处于最大功率跟踪控制模式的输出电磁功率相等，则切换至最大功率跟踪模式进行风机控制。

第三方面，本发明提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的双馈风电机组控制方法。

有益效果

本发明能够在扰动初期提供恒定功率支撑，有利于提升系统频率跌落最低点；双馈风机在转子释放动能占总可利用动能60％～70％或系统频率跌落至最低点之前提供恒定功率支撑，能避免频率二次跌落问题，且在不同频率响应中均能有效提升频率跌落最低点；双馈风机在改进转矩极限控制下，加速阶段有功输出先随时间下降至较低值，可使得双馈风机拥有更快的转速恢复速度。

附图说明

图1是本发明控制方法下双馈风机输出功率随转速变化特性曲线示意图；

图2是本发明控制方法下双馈风机有功参考值曲线示意图；

图3是本发明控制方法的控制原理框图；

图4所示为本发明控制方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

本发明的技术构思为：通过转速控制实现对双馈风机输出电磁功率的控制，使其参与至系统频率控制中。当风电并网后的电力系统在遭遇频率扰动事故时，双馈风机先提供恒定功率支撑，然后有功输出随转速线性下降，直至双馈风机输出电磁功率与捕获的机械功率差趋近于零。随后加速阶段中，双馈风机有功先随时间缓慢斜坡下降，然后维持恒定，直至与最大功率跟踪输出值相等，最后回到最大功率跟踪控制状态。本发明能够使双馈风机拥有更快的转速恢复速度，同时能最大程度地避免频率二次跌落问题，且在不同频率响应中均能有效提升频率跌落最低点。

实施例1

参考图4，本实施例介绍一种双馈风电机组转矩极限控制方法，包括：

实时获取电力系统频率和双馈风机运行状态数据；

基于实时获取的数据判断双馈风机是否发生系统频率扰动；

响应于未发生系统频率扰动，则以最大功率跟踪模式进行风机控制，否则启动转矩极限控制模式进行风机控制；

所述转矩极限控制模式的控制过程包括：

基于实时获取的数据，判断系统频率是否跌落至最低点，以及风机已释放转子动能是否达到总可利用动能的设定比例，若满足其一则控制双馈风机输出功率随转速下降，否则控制双馈风机提供恒定电磁功率支撑；

在控制双馈风机输出功率随转速下降的过程中，响应于风机输出电磁功率与捕获的机械功率的差值小于设定差值阈值，或者风机转子转速变化率小于设定转速变化率阈值，则控制双馈风机输出功率以设定的速度随时间下降设定时段后保持不变；

在控制双馈风等级输出功率保持不变的过程中，响应于风机实时输出电磁功率与相应时刻的转速下风机处于最大功率跟踪控制模式的输出电磁功率相等，则切换至最大功率跟踪模式进行风机控制。

实施例1-1

参考图1-图4所示，实施例1的一种具体实现方式包括以下内容：

实时获取电力系统频率f、双馈风机输出电磁功率、风机转子转速、最大功率跟踪曲线，计算捕获的机械功率。

计算电力系统频率偏差Δf、频率变化率|df/dt|、风机已释放转子动能，和风机输出电磁功率与捕获的机械功率的差值。

判断所述系统频率偏差及频率变化率是否达到相应的预设启动阈值：

定义f为电力系统频率，Δf为系统频率偏差，T1和T2分别为频率偏差和变化率的预设启动阈值，本发明中，当双馈风机的系统频率偏差和频率变化率达到预设启动阈值时，认为发生了系统频率扰动，判断依据即：

|Δf|＞T₁或者|df/dt|≥T₂。

响应于所述系统频率偏差或频率变化率未达到相应的预设启动阈值，则根据最大功率跟踪曲线以最大功率跟踪模式进行风机控制，否则启动转矩极限控制模式进行风机控制。

结合图1和图2，发生系统频率扰动后，系统频率大幅度下跌，但在下跌到最低点前，执行图1、2中B→C段的控制，即提供稳定功率支撑。

转矩极限控制模式的控制过程包括：

判断系统频率是否跌落至最低点，以及风机已释放转子动能是否达到总可利用动能的设定比例；

电力系统频率跌落至最低点的判断依据为：

f(t)＞f(t-1)

风机已释放转子动能达到总可利用动能的设定比例的判断依据为：

式中，f(t)为t时刻的电力系统频率，f(t-1)为t-1时刻的系统频率，ω_r为风机转子转速，ω_r0为转子的初始转速，ω_{r_lim}为转子最低限速值，m为双馈风机释放转子动能占总可利用动能的设定比例，m优选为范围值：60％～70％。

在系统频率未跌落至最低点，且风机已释放转子动能未达到总可利用动能的设定比例时，双馈风机提供的恒定电磁功率支撑为：

P_ITLC＝P_ref0+ΔP_OP

式中，P_ref0为在发生频率扰动前双馈风机的输出电磁功率稳态值，ΔP_OP为一定值。即双馈风机输出电磁功率值为在扰动事故前的稳态值基础上增加一定值，且维持不变。

当系统频率跌落至最低点，或风机已释放转子动能达到总可利用动能的设定比例60％～70％，则控制双馈风机输出功率随转速线性下降，如图1、2中的C→D段；

在图1、2中的C→D段，双馈风机的输出功率值PITLC随转速线性下降，可表示为：

P'_C＝k_optω'_{r_C} ³

式中，P_ITLC为输出功率值，ω_{r_C}和P_C分别为双馈风机在改进转矩极限控制下运行在图1、图2中的C点转速和有功参考值，ω'_{r_C}和P'_C分别为双馈风机在最大功率跟踪控制下运行在C’点转速和有功参考值，k_opt为最大功率跟踪系数。其中C’点为双馈风机最大功率跟踪控制曲线中启动区与最大功率跟踪区的临界点。

图1、2中，以上B→D段为本控制方法下的双馈风机减速阶段，D→F段为加速阶段。

定义P_ITLC为双馈风机输出电磁功率，P_MACH为双馈风机捕获的机械功率，ω_r为双馈风机转子转速，t为时间；当C→D段双馈风机输出电磁功率与捕获的机械功率差逐渐减小并趋近于零，或者转速变化率趋近于零时，如：

当满足条件|P_ITLC-P_MACH|＜5×10^-4或|dω_r/dt|＜5×10^-4时，

则认为风机转子转速已收敛至D点，此时即可进入D→F段的控制，即控制双馈风机输出电磁功率以设定的速度随时间线性下降设定时段后保持不变；所述设定的速度为0.01～0.015pu/s，设定时段为3～5s。

下降过程中的双馈风机输出电磁功率表示为：

P_ITLC＝P_D-0.01×(t-t_D)

式中，t为时间，P_D和t_D为双馈风机运行在D点的有功参考值和时间。P_D为风机捕获的机械功率与双馈风机输出电磁功率相等的运行点，可通过实时监测计算风机捕获的机械功率，或通过测量转速，由前述C→D输出电磁功率PITLC的计算表达式得到：

假设从D点开始，双馈风机的输出电磁功率以0.01pu/s的速度随时间线性下降5秒后，风机运行至E点，则此时双馈风机输出电磁功率为：

P_E＝P_D-0.05pu

式中，P_E为双馈风机运行在E点的有功参考值，P_D为双馈风机运行在D点的有功参考值。

当某一时刻转速下双馈风机处于最大功率跟踪控制时的输出电磁功率P_MPPT与E→F段双馈风机的输出电磁功率P_ITLC相等时，双馈风机切换至最大功率跟踪控制，完成余下转速恢复过程，重新恢复到输出电磁功率与捕获机械功率相等的初始运行状态。此时的双馈风机输出电磁功率表示为：

式中，P_ITLC为双馈风机输出电磁功率，ω₁为实时测量得到的进入转速恒定区的发电机转速，ω_max为风机的最大转速，P_max为双馈风机的最大有功输出，k_opt为最大功率跟踪系数。

通过以上控制过程，双馈风机在转子释放系统频率跌落至最低点之前提供恒定功率支撑，能避免频率二次跌落问题，且在不同频率响应中均能有效提升频率跌落最低点，同时在该种改进转矩极限控制下，双馈风机加速阶段有功输出先随时间下降至较低值，使得双馈风机拥有更快的转速恢复速度。

实施例2

与实施例1基于相同的发明构思，本实施例介绍一种一种双馈风电机组控制装置，包括：

数据采集模块，被配置用于获取电力系统频率和双馈风机实时运行状态数据；

扰动判断模块，被配置用于基于实时获取的数据判断双馈风机是否发生系统频率扰动；

最大功率跟踪模式控制模块，被配置用于响应于未发生系统频率扰动，以最大功率跟踪模式进行风机控制；

转矩极限模式控制模块，被配置用于响应于发生系统频率扰动，以转矩极限控制模式进行风机控制；

所述转矩极限控制模块以转矩极限控制模式进行风机控制包括：

基于实时获取的数据，判断系统频率是否跌落至最低点，以及风机已释放转子动能是否达到总可利用动能的设定比例，若满足其一则控制双馈风机输出功率随转速下降，否则控制双馈风机提供恒定电磁功率支撑；

在控制双馈风机输出功率随转速下降的过程中，响应于风机输出电磁功率与捕获的机械功率的差值小于设定差值阈值，或者风机转子转速变化率小于设定转速变化率阈值，则控制双馈风机输出功率以设定的速度随时间下降设定时段后保持不变；

在控制双馈风等级输出功率保持不变的过程中，响应于风机实时输出电磁功率与相应时刻的转速下风机处于最大功率跟踪控制模式的输出电磁功率相等，则切换至最大功率跟踪模式进行风机控制。

本实施例装置中：数据采集模块获取的所述双馈风机运行状态数据，包括双馈风机输出电磁功率、风机转子转速、捕获的机械功率和最大功率跟踪曲线；

扰动判断模块计算电力系统频率偏差、频率变化率，进而判断所述系统频率偏差及频率变化率是否达到相应的预设启动阈值，若满足其一则判断为发生了系统频率扰动；

转矩极限控制模块判断电力系统频率跌落至最低点的判断依据为：

f(t)＞f(t-1)

转矩极限控制模块判断风机已释放转子动能达到总可利用动能的设定比例的判断依据为：

式中，f(t)为t时刻的电力系统频率，f(t-1)为t-1时刻的系统频率，ω_r为风机转子转速，ω_r0为转子的初始转速，ω_{r_lim}为转子最低限速值，m为双馈风机释放转子动能占总可利用动能的设定比例；

转矩极限控制模块控制双馈风机提供的恒定电磁功率支撑为：

P_ITLC＝P_ref0+ΔP_OP

式中，P_ref0为在发生频率扰动前双馈风机的输出电磁功率稳态值，ΔP_OP为一定值；

转矩极限控制模块响应于系统频率未跌落至最低点，且风机已释放转子动能未达到总可利用动能的设定比例，则控制双馈风机输出功率以设定的速度随时间线性下降设定时段后保持不变。

图3中，所绘出的可控开关1-4皆为虚拟的可控开关，通过软件程序实现特定条件下的触发，以在触发条件不满足时接通0触点对应的控制方式，得到对应的双馈风机输出电磁功率控制结果，在触发条件满足时接通1触点对应的控制方式，得到对应的双馈风机输出电磁功率控制结果。

实施例3

本实施例介绍一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如实施例1或实施例1-1所述的双馈风电机组控制方法。

当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序不限于如上的方法操作，还可执行本发明任意实施例所提供的一种双馈风电机组控制方法中的相关操作。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合、计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、制度存储器(CD-ROM)、可擦式可编程制度存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件，或者上述的任意合适的组合、在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用，或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在测试脚本、测试节点和实际测试结果等，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的测试脚本、测试节点和实际测试结果等形式。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输，用于由指令执行系统、系统或者器件使用，或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或者其组合来编写用于执行本发明方法操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式设计语言，如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全的在用户计算机上执行、部分的在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机或者服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户的计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

值得注意的是，上述双馈风电机组控制装置的实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种双馈风电机组控制方法，其特征是，包括：

实时获取电力系统频率和双馈风机运行状态数据；

基于实时获取的数据判断双馈风机是否发生系统频率扰动；

响应于未发生系统频率扰动，则以最大功率跟踪模式进行风机控制，否则启动转矩极限控制模式进行风机控制；

所述转矩极限控制模式的控制过程包括：

基于实时获取的数据，判断系统频率是否跌落至最低点，以及风机已释放转子动能是否达到总可利用动能的设定比例，若满足其一则控制双馈风机输出功率随转速下降，否则控制双馈风机提供恒定电磁功率支撑；

在控制双馈风机输出功率随转速下降的过程中，响应于风机输出电磁功率与捕获的机械功率的差值小于设定差值阈值，或者风机转子转速变化率小于设定转速变化率阈值，则控制双馈风机输出功率以设定的速度随时间下降设定时段后保持不变；

在控制双馈风机输出功率保持不变的过程中，响应于风机实时输出电磁功率与相应时刻的转速下风机处于最大功率跟踪控制模式的输出电磁功率相等，则切换至最大功率跟踪模式进行风机控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述双馈风机运行状态数据包括双馈风机输出电磁功率、风机转子转速、捕获的机械功率和最大功率跟踪曲线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，基于实时获取的数据判断双馈风机是否发生系统频率扰动包括：

计算电力系统频率偏差、频率变化率；

判断所述系统频率偏差及频率变化率是否达到相应的预设启动阈值，若满足其一则判断为发生了系统频率扰动。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，电力系统频率跌落至最低点的判断依据为：

f(t)＞f(t-1)

风机已释放转子动能达到总可利用动能的设定比例的判断依据为：

式中，f(t)为t时刻的电力系统频率，f(t-1)为t-1时刻的系统频率，ω_r为风机转子转速，ω_r0为转子的初始转速，ω_{r_lim}为转子最低限速值，m为双馈风机释放转子动能占总可利用动能的设定比例。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述控制双馈风机提供的恒定电磁功率支撑为：

P_ITLC＝P_ref0+ΔP_OP

式中，P_ref0为在发生频率扰动前双馈风机的输出电磁功率稳态值，ΔP_OP为一定值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，响应于系统频率未跌落至最低点，且风机已释放转子动能未达到总可利用动能的设定比例，则控制双馈风机输出功率随转速线性下降。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征是，定义P_ITLC为双馈风机输出电磁功率，P_MACH为双馈风机捕获的机械功率，ω_r为双馈风机转子转速，t为时间；

响应于满足条件|P_ITLC-P_MACH|＜5×10^-4或|dω_r/dt|＜5×10^-4，则控制双馈风机输出电磁功率以设定的速度随时间线性下降设定时段后保持不变；所述设定的速度为0.01～0.015pu/s，设定时段为3～5s。

8.一种双馈风电机组控制装置，其特征是，包括：

数据采集模块，被配置用于获取电力系统频率和双馈风机实时运行状态数据；

扰动判断模块，被配置用于基于实时获取的数据判断双馈风机是否发生系统频率扰动；

最大功率跟踪模式控制模块，被配置用于响应于未发生系统频率扰动，以最大功率跟踪模式进行风机控制；

转矩极限模式控制模块，被配置用于响应于发生系统频率扰动，以转矩极限控制模式进行风机控制；

所述转矩极限控制模块以转矩极限控制模式进行风机控制包括：

基于实时获取的数据，判断系统频率是否跌落至最低点，以及风机已释放转子动能是否达到总可利用动能的设定比例，若满足其一则控制双馈风机输出功率随转速下降，否则控制双馈风机提供恒定电磁功率支撑；

在控制双馈风机输出功率随转速下降的过程中，响应于风机输出电磁功率与捕获的机械功率的差值小于设定差值阈值，或者风机转子转速变化率小于设定转速变化率阈值，则控制双馈风机输出功率以设定的速度随时间下降设定时段后保持不变；

在控制双馈风机输出功率保持不变的过程中，响应于风机实时输出电磁功率与相应时刻的转速下风机处于最大功率跟踪控制模式的输出电磁功率相等，则切换至最大功率跟踪模式进行风机控制。

9.根据权利要求8所述的双馈风电机组控制装置，其特征是，

数据采集模块获取的所述双馈风机运行状态数据，包括双馈风机输出电磁功率、风机转子转速、捕获的机械功率和最大功率跟踪曲线；

扰动判断模块计算电力系统频率偏差、频率变化率，进而判断所述系统频率偏差及频率变化率是否达到相应的预设启动阈值，若满足其一则判断为发生了系统频率扰动；

转矩极限控制模块判断电力系统频率跌落至最低点的判断依据为：

f(t)＞f(t-1)

转矩极限控制模块判断风机已释放转子动能达到总可利用动能的设定比例的判断依据为：

式中，f(t)为t时刻的电力系统频率，f(t-1)为t-1时刻的系统频率，ω_r为风机转子转速，ω_r0为转子的初始转速，ω_{r_lim}为转子最低限速值，m为双馈风机释放转子动能占总可利用动能的设定比例；

转矩极限控制模块控制双馈风机提供的恒定电磁功率支撑为：

P_ITLC＝P_ref0+ΔP_OP

式中，P_ref0为在发生频率扰动前双馈风机的输出电磁功率稳态值，ΔP_OP为一定值；

转矩极限控制模块响应于系统频率未跌落至最低点，且风机已释放转子动能未达到总可利用动能的设定比例，则控制双馈风机输出功率以设定的速度随时间线性下降设定时段后保持不变。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的双馈风电机组控制方法。

Images