[发明专利]基于功率预测信息的风电场有功功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于功率预测信息的风电场有功功率控制方法，属于新能源发电技术中的风电场控制技术领域。

背景技术

近年，国内风力发电发展迅猛，截至2010年底，国内风电总装机容量已经超过4000万千瓦，特别是在部分风电重点发展地区，风电装机容量所占比重已经与世界风电发达国家相近。如此大规模的风电接入电网将对电网的安全、稳定运行带来新的问题和挑战，为了使风电能够与电网协调发展，国内已有部分学者专家提出了“电网友好型”风电场的概念。所谓“电网友好”，即要求风电场应尽可能像常规电源一样具备可测、可控和可调的特性。2011年11月4日，赤峰东山风电场被东北电网公司认定为国内首家“电网友好型”风电场。与普通风电场相比，该风电场具有三个特点：一是风机具有有功无功调节和低电压穿越能力，确保电网发生波动时风机不解列；二是风场拥有风功率预测系统，能够完成风电场48小时内的短期功率预测和15分钟至4小时的超短期功率预测；三是实现了风机的远程调节控制。尽管该风电场已经较普通风电场取得重大技术突破，但距离真正意义上的电网友好还存在较大的差距。

要真正实现风电场的电网友好，风电场有功功率控制是必须要解决的一个关键技术问题。目前，在风电场有功功率控制方面，国内主要采取的做法是当风电场接收到电网调度部门下发的有功功率计划或调节指令，对可调机组进行比例分配。这与与国外风电发达国家相比还存在较大的差距，主要原因在于：1）国内尚未完全掌握风电机组发电关键设备控制核心技术；2）未能充分利用风电功率预测信息和电网调度指令对风电场进行综合功率控制。因此，要从真正意义实现风电场有功功率与电网的协调控制，首先需要解决风电场自身的有功功率控制问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有风电场无法实现在线有功功率合理调节的问题，提供一种基于功率预测信息的风电场有功功率控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：基于功率预测信息的风电场有功功率控制方法，其特征是包括如下步骤：

一、风电功率预测信息预处理，综合考虑短期功率预测和超短期功率预测信息，利用超短期功率预测信息对短期功率预测信息进行修正，形成未来0~4小时的风电功率预测修正信息序列；

二、根据电网调度部门下发的有功功率指令P_cmd和风电场当前输出有功功率P₀，按式(1)计算风电场的功率调节量ΔP，

ΔP=P_cmd–P₀                                        (1)

三、风电机组群初步分配方案制定，根据步骤二计算得到的风电场功率调节量，以风电场内风电机组在当前时刻的运行状态、检修状态为约束，将风电机组分为可参与调节机组Ω_kt和不可调节机组Ω_bt；

四、风电机组群优化分配方案制定，根据风电功率预测信息对步骤三中可参与调节机组再进行细化分群，将风电机组分为优先调节机组Ω_yx和备选调节机组Ω_bx；

五、调节机群选择，根据步骤二计算得到风电场功率调节量，在步骤二和步骤三的机群划分结果中，选择合理机群；

六、在选择的调节机群中对步骤二计算得到的风电场功率调节量进行分配，并进行调节；

七、设置控制延时，当控制延时满足条件时，返回步骤一进行下一控制计算。

其中，步骤一的具体步骤是：

a、风电场共有n台风电机组，按每15分钟预报一次功率，分别建立每台风电机组未来1小时的短期功率预测信息序列P_s和超短期功率预测信息序列P_ss，

                  (2)

                (3)

进入步骤b；

b、根据式(4)计算未来0~4小时第i台风电机组在第j个预报点的功率预测修正信息P_ri,j，