一种风电机组变桨控制调频方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及风力发电，尤其涉及一种风电机组变桨控制调频方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、双馈异步风力发电机是应用最为广泛的风力发电机，由定子绕组直连定频三相电网的绕线型异步发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背igbt电压源变流器组成。随着风电机组的大型化，桨叶和载荷越来越大对于变桨系统的安全性能提出更高的要求。

2、现有技术中，双馈异步风力发电机的变桨控制技术主要是在额定风速或其附近，依据风速的变化实时调节叶片的角度，控制吸收的机械能，在保证获得最大能量前提下，减少风力对变速恒频风电机组的冲击；在停机时，通过变桨系统将桨叶调整到顺桨位置，实现空气动力学制动刹车，确保风电机组的安全停运。

3、但是，双馈异步风力发电机无功依赖于定子无功和变流器无功，在调频有功跳跃式增长的过程中，会导致无功的剧变，而此时定子无功上限反而随着有功的增加而降低，变流器需要提供的无功剧变，相较于定子输出无功来说变流器对会引发电压的较大波动，随着电厂风电机组的数量增加，对微电网的稳定性影响越大。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种风电机组变桨控制调频方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中双馈异步风力发电机在调频有功跳跃式增长的过程中，会引发电压的较大波动，影响微电网稳定性的问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种风电机组变桨控制调频方法，包括：

4、根据预设条件下的风力发电厂的运行数据生成风电机组的发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征；

5、将风电机组的顶点图、发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征输入至预设变桨控制模型得到电压最大偏差比；

6、对电压最大偏差比进行反向传播迭代训练确定桨距角控制参数和无功功率控制参数；

7、基于桨距角控制参数和无功功率控制参数对风电机组进行变桨控制调频。

8、在一些可能的实现方式中，预设变桨控制模型包括：图网络层、参数生成层和mlp层；将风电机组的顶点图、发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征输入至预设变桨控制模型得到电压最大偏差比，包括：

9、图网络层根据顶点图、发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征生成发电机中间矢量和桨叶中间矢量，并将发电机中间矢量和桨叶中间矢量输入至参数生成层；

10、参数生成层根据发电机中间矢量和桨叶中间矢量生成统一控制参数向量，并将统一控制参数向量输入至mlp层；

11、mlp层根据统一控制参数向量得到风电机组的频率调节启动后到并网点电压恢复稳态的时间段内的电压最大偏差比。

12、在一些可能的实现方式中，将发电机中间矢量和桨叶中间矢量输入至参数生成层之前包括：将发电机中间矢量和桨叶中间矢量进行拼接得到中间矢量向量。

13、在一些可能的实现方式中，将发电机中间矢量和桨叶中间矢量输入至参数生成层之前还包括：

14、将参数生成层与预设分类器连接，分类得到风力发电厂微电网的动态频率偏差比预训练值；

15、以动态频率偏差比预训练值与动态频率偏差比真值之间的差值最小化作为训练目标进行预训练。

16、在一些可能的实现方式中，还包括构建风电机组的顶点图，具体包括：

17、确定风电机组的发电机顶点、桨叶顶点、变流器顶点；

18、根据风电机组发电机、风电机组桨叶、风电机组变流器之间的连接关系将发电机顶点、桨叶顶点、变流器顶点进行连接得到风电机组的顶点图。

19、在一些可能的实现方式中，对电压最大偏差比进行反向传播迭代训练确定桨距角控制参数和无功功率控制参数，包括：

20、将电压最大偏差比进行反向传播至参数生成层进行反向传播迭代训练更新统一控制参数向量；

21、当满足预设终止条件时，将最后一次迭代更新的统一控制参数向量的第i-1个分量作为第i个风电机组的桨距角控制参数，第i个分量作为第i个风电机组的无功功率控制参数。

22、在一些可能的实现方式中，将电压最大偏差比进行反向传播至参数生成层进行反向传播迭代训练更新统一控制参数向量，包括：根据电压最大偏差比与预设电压偏差比阈值之间的差值作为损失值进行反向传播迭代训练更新统一控制参数向量。

23、第二方面，本发明还提供了一种风电机组变桨控制调频装置，包括：

24、特征生成模块，用于根据预设条件下的风力发电厂的运行数据生成风电机组的发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征；

25、模型计算模块，用于将风电机组的顶点图、发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征输入至预设变桨控制模型得到电压最大偏差比；

26、迭代训练模块，用于对电压最大偏差比进行反向传播迭代训练确定桨距角控制参数和无功功率控制参数；

27、控制模块，用于基于桨距角控制参数和无功功率控制参数对风电机组进行变桨控制调频。

28、第三方面，本发明还提供了一种风电机组变桨控制调频设备，包括存储器和处理器，其中，

29、存储器，用于存储程序；

30、处理器，与存储器耦合，用于执行存储器中存储的程序，以实现上述任一种实现方式中的风电机组变桨控制调频方法中的步骤。

31、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的风电机组变桨控制调频方法中的步骤。

32、采用上述实施例的有益效果是：本发明涉及一种风电机组变桨控制调频方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：根据预设条件下的风力发电厂的运行数据生成风电机组的发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征；将风电机组的顶点图、发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征输入至预设变桨控制模型得到电压最大偏差比；对电压最大偏差比进行反向传播迭代训练确定桨距角控制参数和无功功率控制参数；基于桨距角控制参数和无功功率控制参数对风电机组进行变桨控制调频。本发明根据预设条件下的风力发电厂的运行数据得到风电机组的多个初始特征，并通过预设变桨控制模型先计算出电压最大偏差比，再将电压最大偏差比进行反向传播迭代训练确定桨距角控制参数和无功功率控制参数，实现对风电机组的无功调频，从而提高了微电网的稳定性。

技术特征：

1.一种风电机组变桨控制调频方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风电机组变桨控制调频方法，其特征在于，所述预设变桨控制模型包括：图网络层、参数生成层和mlp层；所述将风电机组的顶点图、所述发电机初始特征、所述桨叶初始特征、所述变流器初始特征输入至预设变桨控制模型得到电压最大偏差比，包括：

3.根据权利要求2所述的风电机组变桨控制调频方法，其特征在于，所述将所述发电机中间矢量和所述桨叶中间矢量输入至所述参数生成层之前包括：将所述发电机中间矢量和所述桨叶中间矢量进行拼接得到中间矢量向量。

4.根据权利要求2所述的风电机组变桨控制调频方法，其特征在于，所述将所述发电机中间矢量和所述桨叶中间矢量输入至所述参数生成层之前还包括：

5.根据权利要求1所述的风电机组变桨控制调频方法，其特征在于，还包括构建风电机组的顶点图，具体包括：

6.根据权利要求2所述的风电机组变桨控制调频方法，其特征在于，所述对所述电压最大偏差比进行反向传播迭代训练确定桨距角控制参数和无功功率控制参数，包括：

7.根据权利要求6所述的风电机组变桨控制调频方法，其特征在于，所述将所述电压最大偏差比进行反向传播至所述参数生成层进行反向传播迭代训练更新所述统一控制参数向量，包括：根据所述电压最大偏差比与预设电压偏差比阈值之间的差值作为损失值进行反向传播迭代训练更新所述统一控制参数向量。

8.一种风电机组变桨控制调频装置，其特征在于，包括：

9.一种风电机组变桨控制调频设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中，

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机可读取的程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时，能够实现上述权利要求1至7中任一项所述风电机组变桨控制调频方法中的步骤。

技术总结
本发明涉及一种风电机组变桨控制调频方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：根据预设条件下的风力发电厂的运行数据生成风电机组的发电机初始特征、桨叶初始特征、变流器初始特征；将风电机组的顶点图、所述发电机初始特征、所述桨叶初始特征、所述变流器初始特征输入至预设变桨控制模型得到电压最大偏差比；对所述电压最大偏差比进行反向传播迭代训练确定桨距角控制参数和无功功率控制参数；基于所述桨距角控制参数和所述无功功率控制参数对风电机组进行变桨控制调频。本发明根据预设条件下的风力发电厂的初始特征确定桨距角控制参数和无功功率控制参数，实现对风电机组的无功调频，从而提高了微电网的稳定性。

技术研发人员：刘攀,杨张斌,刘洁,李海军,廖湘,蔡熹,陈飞宇,彭代晓,连雪广,敖成彦,蔡航,乐绪鑫,王浩然,耿华
受保护的技术使用者：中国三峡建工（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25