(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211252499.6 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 广西大学 地址 530004 广西壮 族自治区南宁市西乡 塘区大学东路10 0号 (72)发明人 刘辉　谢海敏　汪旎　马斯宇　 黄立冬　陈晓宾　 (74)专利代理 机构 广西南宁公平知识产权代理 有限公司 45104 专利代理师 陆福达 (51)Int.Cl. F03D 7/00(2006.01) F03D 9/25(2016.01) H02J 3/24(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种风电机组功率波动抑制与频率调节的 自适应控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种风电机组功率波动抑制 与频率调节的自适应控制方法， 通过在风电机组 的额外控制环中实施自适应控制， 配合桨距角控 制器、 轴系系统及减载计算模块， 同时实现风电 功率波动抑制以及频率调节控制。 控制方法包括 以下步骤： 计算电网频率偏差； 对风电机组进行 减载控制计算； 通过隶属函数在下垂控制和风电 平滑控制中实现自适应切换； 在减 载控制的作用 下， 利用风力发电机组转子中储存的动能， 协调 风力发电机组参与一次调频和平滑输出功率波 动， 改变风力发电机组有功输出。 本方法适用于 各种风电渗透率以及各种风速， 使风电机组在参 与电力系统一次调频和平抑自身输出功率波动 得到有效的平衡 。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115506954 A 2022.12.23 CN 115506954 A 1.一种风电机组功率波动抑制与频率调节的自适应控制系统， 包括风力机空气动力学 计算模块、 桨距角控制器、 双馈感应发电机模型以及减载控制模块， 其特征在于， 还设有额 外控制环， 所述的额外控制环输入为电网频率偏差， 输出为自适应控制的有功 参考信号， 输 出连接到风机中； 所述的额外控制环是自适应控制器， 所述的自适应控制器通过隶属 函数 在下垂控制和风电平 滑控制中实现自适应切换。 2.根据权利要求1所述的风电机组功率波动抑制与频率调节的自适应控制系统， 其特 征在于， 所述的隶属函数为： δ(z)＝1‑μ(z) 式中： μ(z)为隶属函数， δ(z)为代表风电平滑控制的隶属函数， z＝|Δf|表示实时频率 偏差的绝对值， a为隶属函数转换的参数， 控制两者转化的速度， Δfh是设定的频率偏差死 区。 3.权利要求2所述一种风电机组功率波动抑制与频率调节的自适应控制系统 的控制方 法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)实时采集电网频率fmeas， 计算电网频率偏差 Δf； (2)对风电机组进行减载控制计算， 得到稳定的减载运行有功参 考值； (3)在风力发电机组控制系统的额外控制环中实施自适应控制， 当系统频率偏差大于 设定的频率偏差死区时， 自适应控制中的下垂控制占主导作用， 否则， 自适应控制中的风电 平滑控制发挥主 要作用； (4)通过隶属函数在下垂控制和风电平滑控制中实现自适应切换， 以改变自适应控制 的有功功率信号； (5)在减载控制的作用下， 利用风力发电机组转子中储存的动能， 协调风力发电机组参 与一次调频和平 滑输出功率波动， 改变风力发电机组有功输出。 4.根据权利要求3所述的一种风电机组功率波动抑制与频率调节的自适应控制系统的 控制方法， 其特 征在于， 所述减载控制的模型为： 当减载运行量设定为 kdelPmax， 则减载功率 为： Pdel＝(1‑kdel)Pmax 式中， Pmax为风力发电机的最大功率， kdel为减载运行量与最大功率的比例。 若转速从ωdel移至ωmax， 风电机组捕获的机械功率也将从Pdel变化至Pmax； 当转速处于 ωdel和ωmax之间时， 发电机的减载运行的有功参 考值计算如下： 式中： Pdel为减载功率， ωdel为减载功率对应的转速， ωmax为风机最大功率对应的转速 。 5.根据权利要求3所述的一种风电机组功率波动抑制与频率调节的自适应控制系统的 控制方法， 其特 征在于， 所述下垂控制计算方式如下： 式中， K1为下垂系数， Δft是频率偏差 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115506954 A 26.根据权利要求3所述的一种风电机组功率波动抑制与频率调节的自适应控制系统的 控制方法， 其特 征在于， 所述 风电功率波动平抑控制计算方式如下： 式中， 为风电输出功率； Tf为滤波器常数。 7.根据权利要求6所述的一种风电机组功率波动抑制与频率调节的自适应控制系统的 控制方法， 其特征在于， 所述自适应控制的有功参考信号为下垂控制与风电功率波动平抑 控制有功参 考信号的加权平均值， 计算方式如下： 8.根据权利要求3所述的一种风电机组功率波动抑制与频率调节的自适应控制系统的 控制方法， 其特 征在于， 所述 风电机组有功 功率输出如下： 式中： 为减载控制的有功参 考值， 为自适应控制的有功参 考信号。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115506954 A 3