基于物联网的风电机组的发电功率的控制方法和装置与流程

本技术涉及海上风电机组的控制，具体而言，涉及一种基于物联网的风电机组的发电功率的控制方法、装置、介质和系统。

背景技术：

1、风能属于不稳定能源，受风速的影响很大，而且风电场的出力大小也是变化的，取决于风速的大小，特别是存在高峰负荷时期风电场可能处理很小，而非高峰负荷时期风电场可能处理很大的问题，所以风电场接入电网后将对电网的安全运行产生严重影响。当风速小于切入风速或大于切出风速，风电机组均无输出功率；当风速对于切入风速而小于额定风速时，风电机组输出功率小于额定功率；当风速对于额定风速而小于切出风速时，风电机组输出额定功率。在一年的不同季节风速完全不同，在一天的不同时段风速完全不同，风速具有随机性、波动性和间歇性。因此，小风电场风速往往也表现为最小风速、最大风速、平均风速、多年平均风速、计算平均风速、加权平均风速、数学平均风速等等表式形式。采用不同风速的表式形式，小风电场会获得不同装机容量水平。不同装机容量水平，在不同季节小风电场发电功率和发电量也往往不同，最优导致小风电站风能利用率、发电设备利用率、发电设备年最大利用小时数也不同。

2、在恒定风速或缓慢变化风速下，基于闭环转速控制的风电机组有功功率控制方法和基于预设功率给定的风电机组有功功率控制方法，都能够将风机调节到稳定平衡点。在该运行点处，风机气动功率、电磁功率和电网功率指令三者相等，从而既响应了电网功率指令，又维持了自身机电动态稳定。由于风机机组能够长时间运行在稳定平衡点，上述两类方法都能实现有功功率控制目标，且控制性能相近。

3、但是，在湍流风速的情况下，由于大惯量风轮固有的慢动态特性以及发电机额定容量和风机结构载荷的工程约束，风机很难持续运行在稳定平衡点，而是大部分处于跟踪稳定平衡点、不断变速的动态过程中。采用基于闭环转速控制的风电机组有功功率控制方法和基于预设功率给定的风电机组有功功率控制方法，控制性能变差，无法满足电网对海上风电给以期望的稳定出力需求。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种基于物联网的风电机组的发电功率的控制方法、装置、介质和系统，以至少解决现有方案在湍流风速的情况下，采用基于闭环转速控制的风电机组有功功率控制方法和基于预设功率给定的风电机组有功功率控制方法，控制性能变差，无法满足电网对海上风电给以期望的稳定出力需求的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种基于物联网的风电机组的发电功率的控制方法，该方法包括：

3、获取预设时间段的风电机组的第一发电功率调控量分量、第二发电功率调控量分量和第三发电功率调控量分量，所述第一发电功率调控量分量表征所述风电机组的齿轮箱增速比的调控量对所述风电机组的发电功率影响程度，所述第二发电功率调控量分量表征所述风电机组的发电机电磁转矩对所述风电机组的发电功率的影响程度，所述第三发电功率调控量分量表征所述风电机组的风轮转速的调控量对所述风电机组的发电功率影响程度；

4、至少根据所述第一发电功率调控量分量、所述第二发电功率调控量分量和所述第三发电功率调控量分量中的一个，确定发电功率期望调整值；

5、获取当前发电功率，并将所述风电机组的发电功率调整为所述当前发电功率和所述发电功率期望调整值的差值，所述当前发电功率为所述风电机组在预设时间段的发电功率。

6、可选地，获取预设时间段的风电机组的第一发电功率调控量分量、第二发电功率调控量分量和第三发电功率调控量分量，包括：

7、根据，

8、确定所述第一发电功率调控量分量、所述第二发电功率调控量分量和所述第三发电功率调控量分量，其中，、、为第i台所述风电机组在t时段的所述第一发电功率调控量分量、所述第二发电功率调控量分量、所述第三发电功率调控量分量，为总影响系数，所述总影响系数包括所述风电机组的风速的影响系数、来风间歇性的影响系数、风向的影响系数和来风风量的影响系数，、、为第i台所述风电机组在t－1时段的齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速，、、为第i台所述风电机组在t时段的齿轮箱增速比的调控量、发电机电磁转矩的调控量、风轮转速的调控量。

9、可选地，在获取预设时间段的风电机组的第一发电功率调控量分量、第二发电功率调控量分量和第三发电功率调控量分量之前，所述方法还包括：

10、确定所述总影响系数为所述风电机组的风速的影响系数、所述来风间歇性的影响系数、所述风向的影响系数、所述来风风量的影响系数和海上风能转化效率的影响系数的乘积。

11、可选地，获取当前发电功率，包括：

12、根据，

13、确定所述当前发电功率，其中，为第i台所述风电机组的所述当前发电功率，、为第i台所述风电机组的所述总影响系数、海上风能转化效率的影响系数，、、为第i台所述风电机组在t时段的齿轮箱增速比的调整系数、发电机电磁转矩的调整系数、风轮转速的调整系数，为第i台所述风电机组的空气密度，为第i台所述风电机组的扫风面积，为第i台所述风电机组的风速。

14、可选地，根据所述第一发电功率调控量分量，确定发电功率期望调整值，包括：

15、根据所述风电机组在t时段的风速调整量所处的范围，确定所述齿轮箱增速比的调整系数；

16、根据，

17、确定所述发电功率期望调整值，其中，为所述风电机组在t时段的所述发电功率期望调整值。

18、可选地，根据所述第二发电功率调控量分量，确定发电功率期望调整值，包括：

19、根据所述风电机组在t时段的风速调整量所处的范围，确定所述发电机电磁转矩的调整系数；

20、根据，

21、确定所述发电功率期望调整值，其中，为所述风电机组在t时段的所述发电功率期望调整值。

22、可选地，根据所述第三发电功率调控量分量，确定发电功率期望调整值，包括：

23、根据所述风电机组的风速调整量所处的范围，确定所述风轮转速的调整系数；

24、根据，

25、确定所述发电功率期望调整值，其中，为所述风电机组在t时段的所述发电功率期望调整值。

26、根据本技术的另一方面，提供了一种基于物联网的风电机组的发电功率的控制装置，该装置包括：

27、第一获取单元，用于获取预设时间段的风电机组的第一发电功率调控量分量、第二发电功率调控量分量和第三发电功率调控量分量，所述第一发电功率调控量分量表征所述风电机组的齿轮箱增速比的调控量对所述风电机组的发电功率影响程度，所述第二发电功率调控量分量表征所述风电机组的发电机电磁转矩对所述风电机组的发电功率的影响程度，所述第三发电功率调控量分量表征所述风电机组的风轮转速的调控量对所述风电机组的发电功率影响程度；

28、确定单元，用于至少根据所述第一发电功率调控量分量、所述第二发电功率调控量分量和所述第三发电功率调控量分量中的一个，确定发电功率期望调整值；

29、第二获取单元，用于获取当前发电功率，并将所述风电机组的发电功率调整为所述当前发电功率和所述发电功率期望调整值的差值，所述当前发电功率为所述风电机组在预设时间段的发电功率。

30、根据本技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的基于物联网的风电机组的发电功率的控制方法。

31、根据本技术的另一方面，提供了一种基于物联网的风电机组的发电功率的控制系统，该系统包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的基于物联网的风电机组的发电功率的控制方法。

32、应用本技术的技术方案，通过至少根据所述第一发电功率调控量分量、所述第二发电功率调控量分量和所述第三发电功率调控量分量中的一个，确定发电功率期望调整值，从而可以计算齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速中的至少一个调整海上风电机组输出功率的数据安全调控量，从而在最后将所述风电机组的发电功率调整为所述当前发电功率和所述发电功率期望调整值的差值，从而提高了发电功率调整的精确度，进而解决了现有方案在湍流风速的情况下，采用基于闭环转速控制的风电机组有功功率控制方法和基于预设功率给定的风电机组有功功率控制方法，控制性能变差，无法满足电网对海上风电给以期望的稳定出力需求的问题。