1.一种基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、测量电网系统的频率f并根据电网系统的频率f计算风电厂功率控制器下达命令信号ΔPW;
S2、测量风电机组的电磁功率值Pe并根据电磁功率值Pe和命令信号ΔPW计算风机响应风电厂控制器的桨距离角增量Δβagc;
S3、计算风机的预留桨距角β0;
S4、测量风机转速ωr并根据风机转速ωr计算防止风机转速过高的桨距角增量Δβω;
S5、根据桨距离角增量Δβagc、预留桨距角β0和桨距角增量Δβω计算风机的桨距角β;
S6、将风机转速ωr分别与切入电角度值ωA、进入最大功率跟踪区的电角度值ωB、恒定转速区的电角度值ωC和进入恒定功率区的电角度值ωD比较,若ωB≤ωr≤ωC,则进入步骤S7;若ωA≤ωr≤ωB,则进入步骤S8;若ωC≤ωr≤ωD,则进入步骤S9;
S7、风机运行于最大功率跟踪区,根据风机的桨距角β计算电磁功率参考值Poptl并送至转子逆变器;
S8、风机运行于启动区,根据风机的桨距角β计算电磁功率参考值Popt2并送至转子逆变器;
S9、风机运行于恒转速区,根据风机的桨距角β计算电磁功率参考值Popt3并送至转子逆变器。
2.根据权利要求1所述的基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,所述步骤S1中风电厂功率控制器下达命令信号ΔPW的计算公式为:在公式(1)中,fN为系统频率的额定值,Kp1为自动发电控制的比例增益,Ki1为积分增益,αW为风电机组二次调频分配因子,Pagc为风电厂的功率增量命令。
3.根据权利要求1所述的基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,所述步骤S2中风机响应风电厂控制器的桨距离角增量Δβagc的计算公式为:在公式(2)中,Kp为风电机组控制的比例增益,Ki为积分增益,Pref为风机的功率参考信号,ΔP为风电机组的功率增量命令,t为积分时间。
4.根据权利要求1所述的基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,所述步骤S3中风机的预留桨距角β0的计算公式为:在公式(3)中,k%为风机的减载水平,Cpmax为风能利用系数的最大值,Cp(β0)为桨距角为β0时的风能利用系数。
5.根据权利要求1所述的基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,所述步骤S4中防止风机转速过高的桨距角增量Δβω的计算公式为:ΔβW=KP2(ωr-ωmax) (4)
在公式(4)中,KP2为比例系数,ωmax为转速上限值。
6.根据权利要求1所述的基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,所述步骤S5中计算风机的桨距角β的计算公式为:在公式(5)中,Ts为伺服机构时间常数,s为复频域的变量,E0与E1均为开关信号,即当E0=0时,β0=0°,当E1=0时,Δβagc=0°。
7.根据权利要求1所述的基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,所述步骤S7中电磁功率参考值Poptl的计算公式为:其中,λopt=f(β),β∈[0,15];
在公式(6)中,ρ为空气密度,R为风轮半径,λopt为最优叶尖速比,β为桨距角,Kopt1为最优转速功率追踪系数,λopt=f(β)通过公式(7)确定:在公式(7)中,λ为叶尖速比,β为桨距角,λ1为尖叶速比中间变量,对公式(7)求即可得到
8.根据权利要求7所述的基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,所述步骤S8中电磁功率参考值Popt2的计算公式为:在公式(8)中,PA为ωA对应的电磁功率参考值,PB1为ωB对应的电磁功率参考值。
9.根据权利要求7所述的基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法,其特征在于,所述步骤S9中电磁功率参考值Popt3的计算公式为:在公式(9)中,PD为额定功率的标幺值,PC1为ωC对应的电磁功率参考值。