[发明专利]基于内模控制的风电机组有功功率控制优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于内模控制的风电机组有功功率控制优化方法及系统，本发明基于内模控制的风电机组有功功率控制优化方法包括采集风机实时的机械功率P_M，以机械功率P_M作为预设的非线性内置模型G_IMC(s)的输入形成反馈补偿信号ΔP_E；将反馈补偿信号ΔP_E与风机有功功率需求P_ord相加作为反馈信号，将该反馈信号与预设的有功功率设定值P_tate之差输入桨距补偿控制PID控制器计算得到桨距角控制补偿量；将桨距角控制补偿量叠加到桨距控制量上得到下一周期的桨距角控制指令。本发明能够改善风电机组的一次调频控制性能，减小功率随风速扰动的波动幅度，提高风机功率控制的鲁棒性和抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及风电机组控制技术领域，具体涉及一种基于内模控制的风电机组有功功率控制优化方法及系统。

背景技术

由于风的随机性、波动性等特征，风电机组的输出功率也处于不断变化状态。风机并网后，风机输出功率的不断变化对电力系统集成、运行和控制造成重大挑战。一般来说，对于采用变桨距的变速风机来说，桨距补偿控制是其有功功率控制的重要手段，常规的桨距补偿控制采用PID控制，功率设定值与实际功率的偏差经PID运算后生成桨距角控制指令。由于风电机组的有功功率响应具有强非线性并受风速影响，常规PID控制的效果不甚理想。且在目前风电机组要求投入一次调频功能及更好地抑制功率波动的背景下，常规PID控制越来越难以满足风机功率控制的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于内模控制的风电机组有功功率控制优化方法及系统，本发明旨在能够改善风电机组的一次调频控制性能，减小功率随风速扰动的波动幅度，提高风机功率控制的鲁棒性和抗干扰能力。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于内模控制的风电机组有功功率控制优化方法，包括：采集风机实时的机械功率P_M，以机械功率P_M作为预设的非线性内置模型G_IMC(s)的输入形成反馈补偿信号ΔP_E；将反馈补偿信号ΔP_E与风机有功功率需求P_ord相加作为反馈信号，将该反馈信号与预设的有功功率设定值P_tate之差输入桨距补偿控制PID控制器计算得到桨距角控制补偿量；将桨距角控制补偿量叠加到桨距控制量上得到下一周期的桨距角控制指令。

可选地，所述预设的非线性内置模型G_IMC(s)的函数表达式为：

上式中，f_i(V_w)为当前风速V_w对应加权函数，G_i(s)表示第i个风速工况下所确定的风机机械功率与有功功率的传递函数，G_i(0)表示拉普拉斯算子s＝0时G_i(s)的稳态值。

可选地，所述非线性内置模型G_IMC(s)在使用前还包括预先确定当前风速V_w对应加权函数f_i(V_w)的步骤：令第i个风速工况下的平均风速为V_i，设置当前风速V_w对应加权函数f_i(V_w)使得当前风速V_w越接近平均风速V_i时，则当前风速V_w对应加权函数f_i(V_w)越接近1，反之则越接近0。

可选地，所述当前风速V_w对应加权函数f_i(V_w)为分段线性函数。