本發(fā)明屬于風電控制，具體涉及一種基于pmsg風電機組的緊急控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、與傳統(tǒng)的火力發(fā)電不同，風力發(fā)電作為新能源發(fā)電形式，極易受到外界氣象因素的影響，發(fā)電功率呈現(xiàn)出間歇性與波動性的特點。常規(guī)氣象條件下，基于數(shù)值天氣預(yù)報能夠?qū)π履茉闯隽M行較為準確的預(yù)測，天氣波動對電網(wǎng)運行的影響較小。近年來，隨著全球氣候變暖的加劇，極端天氣的出現(xiàn)更加頻繁，給新能源甚至是電力系統(tǒng)的安全運行都帶來嚴重影響。

2、根據(jù)風電機組的空氣動力學特性，基于構(gòu)網(wǎng)型pmsg（永磁同步風電機組）風電機組在遇到大風天氣時，輸出的功率會超過額定功率，會給電力系統(tǒng)的運行帶來波動。針對這一問題，現(xiàn)有的解決方案是通過經(jīng)典算法或智能算法對槳距角進行控制。然而，經(jīng)典算法包括圖論法、啟發(fā)式算法等，計算量大、效率低，且不適用于大規(guī)模系統(tǒng)；許多智能類算法具有參數(shù)多，不易操作、易陷入局部最優(yōu)解等缺點，也不宜采用?，F(xiàn)有的槳距角控制策略控制速度較慢，并且往往采用一組固定的參數(shù)進行控制，在風速變化時，難以精準地調(diào)節(jié)槳距角，因而在極端條件下難以實現(xiàn)對功率的有效控制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于pmsg風電機組的緊急控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，以解決風電機組控制速度慢、槳距角調(diào)控精度低的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于pmsg風電機組的緊急控制方法，包括以下步驟：

4、獲取風電機組運行狀態(tài)與額定狀態(tài)的誤差數(shù)據(jù)，將誤差數(shù)據(jù)輸入變槳距控制系統(tǒng)，變槳距控制系統(tǒng)具有多反饋補償控制模式；根據(jù)誤差數(shù)據(jù)從多反饋補償控制模式中確定反饋補償控制模式；

5、變槳距控制系統(tǒng)包括模糊pid控制器；模糊pid控制器根據(jù)所確定的反饋補償模式所對應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)輸出槳距角；

6、變槳距控制系統(tǒng)根據(jù)模糊pid控制器輸出的槳距角調(diào)整風電機組的輸出功率。

7、采用上述技術(shù)方案，針對由永磁直驅(qū)風電機組經(jīng)背靠背換流器并網(wǎng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，通過采用虛擬同步機控制技術(shù)，利用頻率變化率的反饋實現(xiàn)對虛擬慣量系數(shù)的靈活調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)系統(tǒng)的有功頻率控制。根據(jù)風電機座運行過程中的實際功率誤差確定反饋補償控制模式，從而根據(jù)不同的輸出功率調(diào)節(jié)風電機組槳距角，提高對槳距角的控制速度。模糊pid控制器的使用，對pid參數(shù)進行自適應(yīng)修正，能能夠使得槳距角的調(diào)整控制更加精準。

8、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，根據(jù)誤差數(shù)據(jù)從多反饋補償控制模式中確定反饋補償控制模式步驟中，包括：

9、從誤差數(shù)據(jù)中確定功率誤差，根據(jù)功率誤差確定反饋補償控制模式；

10、其中，功率誤差為風電機組的額定功率與輸出功率的偏差。

11、進一步的，多反饋補償控制模式包括單功率反饋補償模式和功率速度聯(lián)合反饋補償模式；

12、當風電機組輸入功率小于或等于1.1倍額定功率時，為單功率反饋補償模式；

13、當風電機組輸入功率大于1.1倍額定功率時，為功率速度聯(lián)合反饋補償模式。

14、進一步的，誤差數(shù)據(jù)包括風電機組的額定功率與輸出功率的誤差和誤差變化率，以及風電機組的額定轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的誤差和誤差變化率；

15、與單功率反饋補償模式對應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)包括風電機組的額定功率與輸出功率的誤差和誤差變化率；

16、與功率速度聯(lián)合反饋補償模式對應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)包括風電機組的額定功率與輸出功率的誤差和誤差變化率以及風電機組的額定轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的誤差和誤差變化率。

17、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，模糊pid控制器根據(jù)所確定的反饋補償模式所對應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)輸出槳距角步驟，包括：

18、將誤差數(shù)據(jù)輸入對應(yīng)反饋補償控制模式的模糊控制器，模糊控制器輸出pid參數(shù)調(diào)節(jié)量，

19、pid控制器根據(jù)pid參數(shù)調(diào)節(jié)量進行參數(shù)修正，并根據(jù)誤差數(shù)據(jù)輸出槳距角。

20、其中，將誤差數(shù)據(jù)輸入對應(yīng)反饋補償控制模式的模糊控制器，模糊控制器輸出pid參數(shù)調(diào)節(jié)量步驟，包括：

21、模糊化描述，定義輸入變量的離散論域，并根據(jù)離散論域?qū)φ`差數(shù)據(jù)進行處理獲得誤差模糊量；

22、建立模糊規(guī)則，根據(jù)模糊化描述獲得的誤差模糊量確定模糊pid控制器中比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)的取值；

23、模糊推理，基于模糊規(guī)則確定的比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)的取值建立模糊關(guān)系方程，利用誤差模糊量獲得輸出模糊控制量，基于所有可能得輸出模糊控制量建立模糊控制表，采用查表法確定相應(yīng)的輸出模糊控制量；

24、去模糊化，采用加權(quán)平均法調(diào)整輸出模糊控制量，獲得去模糊化的輸出控制量，根據(jù)去模糊化的輸出控制量獲得模糊pid控制器中比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)的調(diào)節(jié)量，基于比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)的調(diào)節(jié)量對pid參數(shù)進行修正。

25、根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，采用鯨魚算法對模糊pid控制器的參數(shù)進行優(yōu)化，參數(shù)包括模糊pid控制器中誤差參數(shù)、誤差變化率參數(shù)、比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)；

26、鯨魚算法中，將模糊pid控制器中誤差參數(shù)、誤差變化率參數(shù)、比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)與鯨魚的位置相對應(yīng)。

27、鯨魚算法具有參數(shù)設(shè)置少、操作簡單、易于實現(xiàn)以及尋優(yōu)能力強等優(yōu)點，在采用模糊pid控制器的基礎(chǔ)上，加入了鯨魚算法優(yōu)化模糊控制器中的參數(shù)，利用鯨魚算法的全局搜索能力，使得槳距角調(diào)節(jié)的精度與速度進一步提升。

28、進一步的，鯨魚算法中，采用衡量控制系統(tǒng)的性能評估指標itae作為適應(yīng)度函數(shù)。

29、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于pmsg風電機組的緊急控制方法裝置，包括：

30、數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取風電機組運行狀態(tài)與額定狀態(tài)的誤差數(shù)據(jù)；

31、反饋補償模塊，用于將誤差數(shù)據(jù)輸入變槳距控制系統(tǒng)，變槳距控制系統(tǒng)具有多反饋補償控制模式；根據(jù)誤差數(shù)據(jù)從多反饋補償控制模式中確定反饋補償控制模式；變槳距控制系統(tǒng)包括模糊pid控制器；模糊pid控制器根據(jù)所確定的反饋補償模式所對應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)輸出槳距角；

32、調(diào)控執(zhí)行模塊，用于變槳距控制系統(tǒng)根據(jù)模糊pid控制器輸出的槳距角調(diào)整風電機組的輸出功率。

33、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器中并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序時實現(xiàn)上述任意一種實施方式的基于pmsg風電機組的緊急控制方法。

34、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任意一種實施方式的基于pmsg風電機組的緊急控制方法。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少包括以下有益效果：

36、1、本發(fā)明根據(jù)風電機座運行過程中的實際功率誤差確定反饋補償控制模式，從而根據(jù)不同的輸出功率調(diào)節(jié)風電機組槳距角，提高對槳距角的控制速度。模糊pid控制器的使用，對pid參數(shù)進行自適應(yīng)修正，能能夠使得槳距角的調(diào)整控制更加精準。

37、2、本發(fā)明在采用模糊pid控制器的基礎(chǔ)上，加入了鯨魚算法優(yōu)化模糊控制器中的參數(shù)，利用鯨魚算法的全局搜索能力，使得槳距角調(diào)節(jié)的精度與速度進一步提升。