CN113991701B - 一种双馈风机频率控制方法和系统 - Google Patents

一种双馈风机频率控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种双馈风机频率控制方法和系统，所述方法包括：在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率。在双馈风机退出调频的过程中，附加基于风机转速反馈的微分控制环节，双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率，延缓转速恢复的速度，避免发生风机出力骤降，以抑制频率波动，使双馈风机调频性能更优。

Description

一种双馈风机频率控制方法和系统
技术领域
本申请实施例涉及风力发电技术领域，具体涉及一种双馈风机频率控制方法和系统。
背景技术
随着新能源机组装机容量不断增加，同步机组在电网中的占比逐渐减少，而风机、光伏等新能源机组并不具有同步机的惯性响应能力，无附加控制时无法参与到频率调节过程中，系统等效惯量逐渐降低。当发生功率扰动时，可再生能源电网频率的偏移量和变化率相较于传统电网大幅增加，频率稳定性大大降低。
双馈风机是目前商业化应用的主要风机类型，对双馈风机施加额外的控制环节对于改善系统的频率特性具有明显作用。双馈风机参与系统频率调整和惯量响应的基本方式有虚拟惯量法、超速法和桨距角控制法。传统的虚拟惯量法通过附加基于频率变化的PD控制，利用风机转子动能参与系统频率响应，为了保证风机的正常运行，转子转速不能无限降低，当转速下降到固定比例时，风机需要退出调频过程，此时转速相较于正常运行状态降低较多；风机退出调频后，发出的有功功率减少，同时转速恢复到正常状态需要吸收一定的能量。双馈风机退出调频过程带来的出力骤降容易引发系统频率波动，甚至会出现频率的二次跌落现象。
为了使风机具有一定的备用容量，通常利用超速控制和桨距角控制来使得风机处于减载运行的状态。风机在正常运行时均工作在最大功率跟踪(maximum power pointtracking，MPPT)模式，超速控制通过改变风机转速使风机不再运行于最大功率跟踪模式，而处于比最优速度更高的一个速度，以此来获得功率备用；桨距角控制变换改变风机叶片的角度来改变风能输入量，使风机运行在最大功率点之下，使风机能够减载运行。
目前针对该问题的研究大多聚焦于转子转速恢复策略设计和控制参数优化，难以应对双馈风机出力骤降带来的频率波动，且少有双馈风机频率综合控制方法的研究。
发明内容
为此，本申请实施例提供一种双馈风机频率控制方法和系统，在双馈风机退出调频的过程中，附加基于风机转速反馈的微分控制环节，延缓转速恢复的速度，避免发生风机出力骤降，以抑制频率波动，同时综合了超速控制，使双馈风机调频性能更优。
为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种双馈风机频率控制方法，所述方法包括：
在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；
当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率。
可选地，在频率控制环节下确定有功功率附加量，包括：
在频率控制环节下，有功功率附加量为：
其中，K1为微分控制系数，K2为比例控制系数，fmea为系统测量频率，fref为系统参考频率，系统频率偏差Δf＝fmea-fref。
可选地，当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率，包括：
转速控制环节启动条件设置为：
dPout/dt＞Vth
其中，Pout是双馈风机发出的有功功率，Vth是所设置的增发出力的阈值；
当风机出力降低的速度超过所设定的阈值后，附加的转速控制环节开始启动。
可选地，当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率，进一步包括：
在检测到输出功率变化超过阈值时，基于当前风机转速的变化确定有功功率附加量的大小；
在转速控制环节下，有功功率附加量为：
其中K3为微分控制系数，ωw为风机转速；此时风机实际输出的有功功率表示为：
Pe＝Pref+ΔP1+ΔP2
Pref为风机在最大功率跟踪模式下的有功功率，ΔP1为在频率控制环节下有功功率附加量。
可选地，所述方法还包括：当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载。
可选地，当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载，包括：
加入超速控制，通过改变风机转速使风机不再运行于最大功率跟踪模式，而处于比最优速度更高的一个速度。
可选地，所述方法还包括：当超速控制不能满足功率缺额时，系统频率继续降低，虚拟惯量控制使风机继续增加出力。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种双馈风机频率控制系统，所述系统包括：
附加功率补偿模块，用于在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；
虚拟惯量法改进模块，用于当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率。
可选地，附加功率补偿模块，具体用于：
在频率控制环节下，有功功率附加量为：
其中，K1为微分控制系数，K2为比例控制系数，fmea为系统测量频率，fref为系统参考频率，系统频率偏差Δf＝fmea-fref。
可选地，虚拟惯量法改进模块，具体用于：
转速控制环节启动条件设置为：
dPout/dt＞Vth
其中，Pout是双馈风机发出的有功功率，Vth是所设置的增发出力的阈值；
当风机出力降低的速度超过所设定的阈值后，附加的转速控制环节开始启动。
可选地，虚拟惯量法改进模块，还用于：
在检测到输出功率变化超过阈值时，基于当前风机转速的变化确定有功功率附加量的大小；
在转速控制环节下，有功功率附加量为：
其中K3为微分控制系数，ωw为风机转速；此时风机实际输出的有功功率表示为：
Pe＝Pref+ΔP1+ΔP2
Pref为风机在最大功率跟踪模式下的有功功率，ΔP1为在频率控制环节下有功功率附加量。
可选地，还包括：
减载模块，用于当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载。
可选地，减载模块，具体用于：
加入超速控制，通过改变风机转速使风机不再运行于最大功率跟踪模式，而处于比最优速度更高的一个速度。
可选地，减载模块，还用于：
当超速控制不能满足功率缺额时，系统频率继续降低，虚拟惯量控制使风机继续增加出力。
根据本申请实施例的第三方面，提供了一种设备，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行第一方面任一项所述的方法。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如第一方面任一项所述的方法。
综上所述，本申请实施例提供了一种双馈风机频率控制方法和系统，通过在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率。在双馈风机退出调频的过程中，附加基于风机转速反馈的微分控制环节，双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率，延缓转速恢复的速度，避免发生风机出力骤降，以抑制频率波动，使双馈风机调频性能更优。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本申请实施例提供的一种双馈风机频率控制方法流程示意图；
图2为本申请实施例提供的控制方案示意图；
图3为本申请实施例提供的控制方法的运行示意图；
图4为本申请实施例提供的仿真模型示意图；
图5为本申请实施例提供的负荷突增时节点频率特性曲线对比图；
图6为本申请实施例提供的负荷突增时风机出力特性曲线对比图；
图7为本申请实施例提供的负荷突增时风机转速特性曲线对比图；
图8为本申请实施例提供的同步机故障时节点频率特性曲线对比图；
图9为本申请实施例提供的同步机故障时风机出力特性曲线对比图；
图10为本申请实施例提供的同步机故障时风机转速特性曲线对比图；
图11为本申请实施例提供的双馈风机频率控制系统框图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本申请实施例提供的一种双馈风机频率控制方法，所述方法包括如下步骤：
步骤101：在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；
步骤102：当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率。
在一种可能的实施方式中，在步骤101中，在频率控制环节下确定有功功率附加量，包括：
在频率控制环节下，有功功率附加量按照公式(1)为：
其中，K1为微分控制系数，K2为比例控制系数，fmea为系统测量频率，fref为系统参考频率，系统频率偏差Δf＝fmea-fref。
在一种可能的实施方式中，在步骤102中，当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率，包括：
转速控制环节启动条件按照公式(2)设置为：
dPout/dt＞Vth 公式(2)
其中，Pout是双馈风机发出的有功功率，Vth是所设置的增发出力的阈值；
当风机出力降低的速度超过所设定的阈值后，附加的转速控制环节开始启动。
在一种可能的实施方式中，当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率，进一步包括：
在检测到输出功率变化超过阈值时，基于当前风机转速的变化确定有功功率附加量的大小；
在转速控制环节下，有功功率附加量按照公式(3)为：
其中K3为微分控制系数，ωw为风机转速；此时风机实际输出的有功功率表示为公式(4)：
Pe＝Pref+ΔP1+ΔP2 公式(4)
Pref为风机在最大功率跟踪模式下的有功功率，ΔP1为在频率控制环节下有功功率附加量。
在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载。
在一种可能的实施方式中，当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载，包括：
加入超速控制，通过改变风机转速使风机不再运行于最大功率跟踪模式，而处于比最优速度更高的一个速度。
在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：当超速控制不能满足功率缺额时，系统频率继续降低，虚拟惯量控制使风机继续增加出力。
如图2所示，为本申请实施例提供的控制方案示意图，基于改进虚拟惯量控制的双馈风机频率综合控制方法综合了改进虚拟惯量法和超速控制法两大部分，具体包括以下步骤：
步骤1：根据传统的虚拟惯量法的控制原理和控制过程判断双馈风机出力骤降的临界过程；
步骤2：确定增发出力的阈值，提出附加功率补偿时刻的判断方法；
步骤3：在检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机基于转速反馈增发的分量ΔP2的大小；
步骤4：附加控制环节，使风机出力增加基于系统频率和风机转速的两部分分量；
步骤5：加入超速控制，使双馈风机处于减载模式运行状态，保留一定的功率备用；
步骤6：综合提出的改进虚拟惯量法与超速控制，实现频率综合控制方法的更优调频性能。
所述步骤1中，在传统的虚拟惯量法中，附加控制环节仅包含频率响应，而在风机退出调频进行转速恢复时，此时功率附加量为0，同时没有了控制环节，系统频率会包含一个明显的二次跌落。为了抑制频率的快速波动，可以在传统的虚拟惯量控制中增加转速恢复环节，在避免二次跌落的同时使转子转速尽快恢复到原运行状态。根据传统的虚拟惯量法的控制原理和控制过程，判断双馈风机出力骤降的临界过程，在风机即将发生出力骤降，即满足dPout/dt<0和dωw/dt>0时，附加基于风机转速的微分控制，使风机增发功率。
图3为本申请实施例提供的控制方法的运行示意图，在正常运行时，风机运行点为图3中的点2，当发生缺额扰动后，风机转速ωw降低，此时dωw/dt<0，而风机的输出功率Pout增加，即dPout/dt>0，风机由点2运行至点3。在调频结束后若不附加控制环节，会由点3跌落至MPPT曲线上，此时风机的输出功率Pout骤减，dPout/dt<0，而此后风机转速会逐渐提升恢复，dωw/dt>0。当退出调频直接回到MPPT曲线上时，会发生频率的快速波动。理论上分析，可以在风机即将发生出力骤降，即满足dPout/dt<0和dωw/dt>0时，附加基于风机转速的微分控制，使风机增发功率ΔP2。
所述步骤(2)中，在实际风机转速恢复过程中，风机的输出功率发生骤降的时间段较短，此后随着转速的恢复，风机的输出功率一般会逐步提升，而且由于风机的转速恢复通常存在一定的延迟，上述两项不等式同时满足的时间段难以把握。此外，风机在正常运行阶段，其出力和风机转速处于波动之中，浮动于0上下，基于以上两方面的原因，将附加控制启动环节设置为公式(1)。其中，Pout是双馈风机发出的有功功率，Vth是所设置的阈值，当风机出力降低的速度过快时，超过所设定的阈值后，附加的控制环节开始启动，阈值的选取可以根据风机参数和工作环境进行设定，选取的目的为辨识出风机出力发生突降的时间段。
所述步骤(3)中，在虚拟惯量控制阶段，部分转子动能转换为风机出力，因此在调频结束后，风机转速明显低于正常运行时的额定转速，因此在检测到输出功率变化超过阈值时，基于当前风机转速和额定风机转速确定附加控制分量的大小。
在改进的虚拟惯量法中，设K3为微分控制系数，ωw为风机转速，那么在转速控制环节下，有功功率附加量为公式(2)，此时风机实际输出的有功功率可以表示为公式(3)。
所述步骤(4)中，当退出调频过程后，原有的频率控制环节不再起作用，转速控制环节提供一个附加功率，使得风机的输出频率不会骤降到MPPT曲线上，由于风机输出的有功功率增加，机械功率与电磁功率的偏差较之前变小，因此风机转速的恢复速度变慢，改进的虚拟惯量控制法相当于在避免频率二次跌落和转速恢复两者做了折中。
所述步骤(5)中，为了使风机能够具有更好的频率响应性能，可以结合减载控制进行调节，以超速控制为例，在风机正常运行时处于减载模式，即点1，此时的功率备用为ΔPres，当发生功率缺额扰动后，风机会降低转速，运行点逐渐向MPPT曲线移动，若备用功率可以满足系统产生的功率缺额，则风机运行点位于点1、2之间，此时风机超速控制起作用，具有良好的调频性能，等待系统稳定后提升转速，运行至减载曲线上即可。
将改进的虚拟惯量法结合超速减载控制，通过改变风机转速使风机不再运行于最大功率跟踪模式，而处于比最优速度更高的一个速度，从而保证一定的功率备用，实现频率综合控制方法的更优调频性能。
所述步骤(6)中，当超速备用不能满足功率缺额时，系统频率继续降低，虚拟惯量控制使风机继续增加出力，使得转速进一步降低，释放部分动能来提升风机的输出功率，图6为本申请实施例提供的负荷突增时风机出力特性曲线对比图，如图6所示，运行点从2运行至点3，风机退出调频，此时转速控制环节开始起作用，风机转速逐渐恢复，由ω2→ω2'→ω1→ω0。可以看出，与减载运行点1对应的点6为一个临界点，其对应的风机转速为ωm，对于该综合控制策略而言，风机退出调频时风机转速高于ωm，二次跌落现象基本可以消除，风机具有良好的调频性能。若减载方式选取桨距角控制，则运行初始点为点1'。
图4为本申请实施例提供的仿真模型示意图，本申请实施例以图4所示的仿真系统作为实施例，为了验证基于改进虚拟惯量法的双馈风机频率综合控制策略的调频性能，在DIgSILENT/PowerFactory中搭建了该仿真模型，其中，G1、G2、G3分别为容量是250MW、160MW、100MW的火电机组，风电场G由200台0.6MW的双馈风机组成，L1、L2、L3为系统有功负荷，负荷大小分别为125MW、90MW、100MW。系统初始频率为60Hz，本申请实施例选用的风速场景为7m/s恒定风速，减载控制中使风机处于10％的减载状态。本申请实施例在仿真模型中模拟了系统负荷突增和火电机组故障两种场景，对比分析了所提控制方法的性能。
系统负荷突增时，为了验证在系统负荷突增情况下风机处于不同控制方式时的性能，本申请实施例仿真了系统负荷L2在20.0s时刻突增10％的情形，在发生负荷突增后，系统整体的频率会向下偏移，选取母线5的频率进行观测，三种控制方式下节点频率如图5所示。图5为本申请实施例提供的负荷突增时节点频率特性曲线对比图。
由图5可得，双馈风机无附加控制时频率偏移量最大，最低点为59.86Hz，在附加虚拟惯量调节和超速控制后，频率最大偏移由0.14Hz减小为0.09Hz,减少了35.7％，使系统的惯量响应性能更优，但频率回升最高点与无附加控制时基本一致。在附加改进的虚拟惯量法后，其频率特性前半部分与传统虚拟惯量法基本一致，风机在23s-30s之间频率有明显提升，系统频率提升更多，使双馈风机具有更优的调频性能。
图6为本申请实施例提供的负荷突增时风机出力特性曲线对比图，图6为负荷突增后双馈风机输出的有功功率特性，可以看出，当没有额外的控制环节时，风机的出力在系统频率跌落时基本维持在恒定的状态。当附加虚拟惯量调节和超速控制后，风机出力在20s后开始增加，此时伴随着风机转矩的降低，系统频率也会逐渐向下偏移。当使用改进的虚拟惯量法后，风机在23秒左右增发了一部分额外的分量，增发分量大小约为0.46MW，PD控制在负荷突增时最高可使风机增发出力4.72MW，基于转速增发的微分分量约占PD控制增发分量的10％，避免风机出力发生骤降，附加基于转速的微分分量以使风机出力特性更优。
图7为本申请实施例提供的负荷突增时风机转速特性曲线对比图，图7是负荷突增后双馈风机在不同控制策略下的转速曲线。风机处于MPPT模式时，风机转速为0.76pu，在另外两种具有减载控制的策略中，因为使用了超速减载环节，风机初始转速为0.94pu。在负荷突增前，附加的两种控制策略下的风机转速曲线基本一致，23s左右，由于提出的频率综合控制策略比传统虚拟惯量结合超速控制策略增发了基于转速的微分分量，所以该策略下的风机转速在23s-70s时比传统虚拟惯量结合超速控制策略低，频率稳定后两种控制措施下的转速曲线基本一致。
火电机组故障假设同步机G2在第20s时，其有功出力突然减少0.25pu，当发生该故障后，三种控制策略下母线5的频率如图8所示。图8为本申请实施例提供的同步机故障时节点频率特性曲线对比图。可以看出，在附加虚拟惯量控制后，系统频率的最小偏移量和调频速度比风机MPPT模式运行具有了明显的改善，但是在25.3s处，系统频率回升最高点比MPPT模式低0.01Hz。在将虚拟惯量法改进后，系统频率响应前半段响应曲线与传统虚拟惯量法的基本一致，在25s左右时，提出的频率综合控制策略下的频率回升最高点与MPPT模式的基本相等，但频率最大偏移由0.47Hz减小为0.31Hz，减少了34.0％，系统频率有了更优的响应曲线。
图9为本申请实施例提供的同步机故障时风机出力特性曲线对比图，图9为火电机组故障时双馈风机输出的电磁转矩特性，没有额外的控制环节时，风机出力没有明显的变化。当虚拟惯量起作用后，20s时，风机出力比MPPT运行模式增加了16.68MW，增加比例为68.0％。随着系统频率快速回升后，风机退出调频过程，风机出力骤降，此时系统频率最容易出现波动。频率骤降后，风机在改进虚拟惯量法的控制下再次增发了1.6MW，使调频能力更优。
图10为本申请实施例提供的同步机故障时风机转速特性曲线对比图，图10是火电机组故障时双馈风机在不同控制策略下的转速曲线。风机处于MPPT模式时，风机转速为0.91pu，在另外两种具有减载控制的策略中，因为使用了超速减载环节，风机初始转速为0.98pu。在负荷突增前，附加的两种控制策略下的风机转速曲线基本一致，从23.5s开始，由于提出的频率综合控制策略增发了一部分基于转速的微分分量，在100s时，传统虚拟惯量结合超速控制策略下的风机转速降为0.763pu，提出的频率综合控制策略下的风机转速降为0.749pu。
综上所述，本申请实施例提供了一种双馈风机频率控制方法，通过在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率。在双馈风机退出调频的过程中，附加基于风机转速反馈的微分控制环节，延缓转速恢复的速度，避免发生风机出力骤降，以抑制频率波动，使双馈风机调频性能更优。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种双馈风机频率控制系统，如11所示，所述系统包括：
附加功率补偿模块1101，用于在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；
虚拟惯量法改进模块1102，用于当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率。
在一种可能的实施方式中，附加功率补偿模块，具体用于：在频率控制环节下，有功功率附加量按照公式(1)计算。
在一种可能的实施方式中，虚拟惯量法改进模块，具体用于：
转速控制环节启动条件按照公式(2)设置。当风机出力降低的速度超过所设定的阈值后，附加的转速控制环节开始启动。
在一种可能的实施方式中，虚拟惯量法改进模块，还用于：
在检测到输出功率变化超过阈值时，基于当前风机转速的变化确定有功功率附加量的大小；在转速控制环节下，有功功率附加量按照公式(3)计算；此时风机实际输出的有功功率表示为公式(4)。
在一种可能的实施方式中，还包括：减载模块，用于当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载。
在一种可能的实施方式中，减载模块，具体用于：加入超速控制，通过改变风机转速使风机不再运行于最大功率跟踪模式，而处于比最优速度更高的一个速度。
在一种可能的实施方式中，减载模块，还用于：当超速控制不能满足功率缺额时，系统频率继续降低，虚拟惯量控制使风机继续增加出力。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种设备，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行所述的方法。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行所述的方法。
本说明书中上述方法的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
虽然本申请提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的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，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种双馈风机频率控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；
当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率，包括：
转速控制环节启动条件设置为：
dPout/dt＞Vth
其中，Pout是双馈风机发出的有功功率，Vth是所设置的增发出力的阈值；
当风机出力降低的速度超过所设定的阈值后，附加的转速控制环节开始启动；
在检测到输出功率变化超过阈值时，基于当前风机转速的变化确定有功功率附加量的大小；
在转速控制环节下，有功功率附加量为：
其中K3为微分控制系数，ωw为风机转速；此时风机实际输出的有功功率表示为：
Pe＝Pref+ΔP1+ΔP2
Pref为风机在最大功率跟踪模式下的有功功率，ΔP1为在频率控制环节下有功功率附加量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在频率控制环节下确定有功功率附加量，包括：
在频率控制环节下，有功功率附加量为：
其中，K1为微分控制系数，K2为比例控制系数，fmea为系统测量频率，fref为系统参考频率，系统频率偏差Δf＝fmea-fref。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载，包括：
加入超速控制，通过改变风机转速使风机不再运行于最大功率跟踪模式，而处于比最优速度更高的一个速度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当超速控制不能满足功率缺额时，系统频率继续降低，虚拟惯量控制使风机继续增加出力。
6.一种双馈风机频率控制系统，其特征在于，所述系统包括：
附加功率补偿模块，用于在系统发生功率缺额时，在频率控制环节下确定有功功率附加量；
虚拟惯量法改进模块，用于当检测到输出功率变化超过阈值时，确定双馈风机增发一部分基于转速反馈的微分分量的功率，转速控制环节启动条件设置为：
dPout/dt＞Vth
其中，Pout是双馈风机发出的有功功率，Vth是所设置的增发出力的阈值；
当风机出力降低的速度超过所设定的阈值后，附加的转速控制环节开始启动；
在检测到输出功率变化超过阈值时，基于当前风机转速的变化确定有功功率附加量的大小；
在转速控制环节下，有功功率附加量为：
其中K3为微分控制系数，ωw为风机转速；此时风机实际输出的有功功率表示为：
Pe＝Pref+ΔP1+ΔP2
Pref为风机在最大功率跟踪模式下的有功功率，ΔP1为在频率控制环节下有功功率附加量。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，附加功率补偿模块，具体用于：
在频率控制环节下，有功功率附加量为：
其中，K1为微分控制系数，K2为比例控制系数，fmea为系统测量频率，fref为系统参考频率，系统频率偏差Δf＝fmea-fref。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：
减载模块，用于当检测到输出功率超过阈值时，控制系统减载。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，减载模块，具体用于：
加入超速控制，通过改变风机转速使风机不再运行于最大功率跟踪模式，而处于比最优速度更高的一个速度。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，减载模块，还用于：
当超速控制不能满足功率缺额时，系统频率继续降低，虚拟惯量控制使风机继续增加出力。
11.一种设备，其特征在于，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；
所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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