一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法及相关设备与流程

本申请涉及新能源发电控制，更具体地说，是涉及一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法及相关设备。

背景技术：

1、随着风力发电并网的发展，风电机组的电网支撑能力影响着电网的安全、稳定运行。如何提高风电机组的一次调频能力，且在风电机组低电压穿越时消耗冗余能量成为待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法及相关设备，以解决至少一个前述提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法，包括：

3、获取直驱永磁风机在直流侧的电容电压变化量和电网频率变化量；

4、利用预设的模糊规则对所述电容电压变化量和所述电网频率变化量进行模糊化处理，得到储能系统的功率调节系数；

5、基于所述储能系统的荷电状态以及所述功率调节系数，确定所述储能系统的目标功率；

6、基于所述储能系统的电压以及所述目标功率，对所述储能系统的充放电进行控制。

7、优选地，获取直驱永磁风机在直流侧的电容电压变化量和电网频率变化量的过程，包括：

8、获取直驱永磁风机在直流侧的电容实时电压，并基于所述电容实时电压和预设的电压参考定值，确定电容电压变化量；

9、获取电网实时频率，并基于所述电网实时频率和预设的电网参考频率，确定电网频率变化量。

10、优选地，利用预设的模糊规则对所述电容电压变化量和所述电网频率变化量进行模糊化处理，得到储能系统的功率调节系数的过程，包括：

11、基于所述电容电压变化量以及预设的第一隶属度函数，确定电压模糊量；

12、基于所述电网频率变化量以及预设的第二隶属度函数，确定频率模糊量；

13、利用所述模糊规则对所述电压模糊量以及所述频率模糊量进行模糊推理，得到功率模糊量；

14、对所述功率模糊量进行去模糊化处理，得到储能系统的功率调节系数。

15、优选地，所述电压模糊量包括电压负小、电压零和电压正大；

16、所述频率模糊量包括频率负大、频率零和频率正大；

17、所述功率模糊量包括功率负大、功率负小、功率零、功率正小和功率正大。

18、优选地，利用所述模糊规则对所述电压模糊量以及所述频率模糊量进行模糊推理，得到功率模糊量的过程，包括：

19、若所述电压模糊量为电压正大，所述功率模糊量为功率正大，则所述功率模糊量为功率正大；

20、若所述电压模糊量为电压正大，所述功率模糊量为功率零，则所述功率模糊量为功率正小；

21、若所述电压模糊量为电压正大，所述功率模糊量为功率负大，则所述功率模糊量为功率零；

22、若所述电压模糊量为电压零，所述功率模糊量为功率正大，则所述功率模糊量为功率正小；

23、若所述电压模糊量为电压零，所述功率模糊量为功率零，则所述功率模糊量为功率零；

24、若所述电压模糊量为电压零，所述功率模糊量为功率负大，则所述功率模糊量为功率负小；

25、若所述电压模糊量为电压负大，所述功率模糊量为功率正大，则所述功率模糊量为功率零；

26、若所述电压模糊量为电压负大，所述功率模糊量为功率零，则所述功率模糊量为功率负小；

27、若所述电压模糊量为电压负大，所述功率模糊量为功率负大，则所述功率模糊量为功率负大。

28、优选地，基于所述储能系统的荷电状态以及所述功率调节系数，确定所述储能系统的目标功率的过程，包括：

29、基于所述储能系统的额定功率以及所述功率调节系数，确定所述储能系统的期望功率；

30、基于所述期望功率以及所述储能系统的荷电状态，确定所述储能系统的目标功率。

31、优选地，基于所述储能系统的电压以及所述目标功率，对所述储能系统的充放电进行控制的过程，包括：

32、基于所述储能系统的电压以及所述目标功率，确定目标电流；

33、利用pi比例积分控制器对所述目标电流进行处理，得到pwm控制信号；

34、利用所述pwm控制信号对所述储能系统的充放电进行控制。

35、本申请第二方面提供了一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升装置，包括：

36、变化量获取单元，用于获取直驱永磁风机在直流侧的电容电压变化量和电网频率变化量；

37、功率调节系数获取单元，用于利用预设的模糊规则对所述电容电压变化量和所述电网频率变化量进行模糊化处理，得到储能系统的功率调节系数；

38、目标功率确定单元，用于基于所述储能系统的荷电状态以及所述功率调节系数，确定所述储能系统的目标功率；

39、充放电控制单元，用于基于所述储能系统的电压以及所述目标功率，对所述储能系统的充放电进行控制。

40、本申请第三方面提供了一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升设备，包括：存储器和处理器；

41、所述存储器，用于存储程序；

42、所述处理器，用于执行所述程序，实现上述的基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法的各个步骤。

43、本申请第四方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述的基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法的各个步骤。

44、经由上述的技术方案可知，本申请首先获取直驱永磁风机在直流侧的电容电压变化量和电网频率变化量，可以理解，若电容电压变化量为负值，且达到一定幅度，则意味着直驱永磁风机进入低电压穿越状态。然后，利用预设的模糊规则对所述电容电压变化量和所述电网频率变化量进行模糊化处理，得到储能系统的功率调节系数，其中，所述功率调节系数用于调节储能系统的充放电功率。接着，基于所述储能系统的荷电状态以及所述功率调节系数，确定所述储能系统的目标功率。可以理解，储能系统的实际充放电功率受限于荷电状态。最后，基于所述储能系统的电压以及所述目标功率，对所述储能系统的充放电进行控制，通过对储能系统充放电功率的调节控制，可以稳定直驱永磁风机及储能系统的联合输出。本申请综合考虑频率变化和低电压穿越两种工况，从而能进一步提升风电机组的电网支撑能力和运行稳定性。

技术特征：

1.一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取直驱永磁风机在直流侧的电容电压变化量和电网频率变化量的过程，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用预设的模糊规则对所述电容电压变化量和所述电网频率变化量进行模糊化处理，得到储能系统的功率调节系数的过程，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电压模糊量包括电压负小、电压零和电压正大；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述模糊规则对所述电压模糊量以及所述频率模糊量进行模糊推理，得到功率模糊量的过程，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述储能系统的荷电状态以及所述功率调节系数，确定所述储能系统的目标功率的过程，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述储能系统的电压以及所述目标功率，对所述储能系统的充放电进行控制的过程，包括：

8.一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升装置，其特征在于，包括：

9.一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1～7中任一项所述的基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法的各个步骤。

技术总结
本申请公开了一种基于储能的直驱永磁风机稳定性提升方法及相关设备，该方法包括：获取直驱永磁风机在直流侧的电容电压变化量和电网频率变化量；利用预设的模糊规则对所述电容电压变化量和所述电网频率变化量进行模糊化处理，得到储能系统的功率调节系数；基于所述储能系统的荷电状态以及所述功率调节系数，确定所述储能系统的目标功率；基于所述储能系统的电压以及所述目标功率，对所述储能系统的充放电进行控制。本申请综合考虑频率变化和低电压穿越两种工况，从而能进一步提升风电机组的电网支撑能力和运行稳定性。

技术研发人员：刘宇嫣,朱益华,罗超,胡云,苏明章,余佳微
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15