[发明专利]风电场的出力控制系统以及出力控制方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种风电场的出力控制系统以及出力控制方法，尤其涉及一种采用智能分析对风电场中的风机执行出力控制，以达到风电场总体控制要求的出力控制系统以及出力控制方法。

背景技术

随着装机容量的不断增加，风力发电在电网中的比例越来越大。因为风力发电机组出力随机性、间歇性影响了电网对风电的接纳能力，所以一般电网调度会根据风电场的装机容量及功率预测情况，对风电场的出力给以上限控制。

风电场由多台风力发电机组构成，而对风电场的出力控制实际上就是对每台风机的控制。每台风机的安全稳定运行，关系着整个风电场的稳定运行。所谓的风机群控，即通过对单台风机的控制调整实现风电场总体规划目标。为此，不仅需要考虑单台风机自身状况，还要考虑风电场全部风机之间的相互协作。

传统的风机群控策略在控制过程中一般只考虑了单台风机的控制，而没有考虑风机之间的协作因素，因此不能保障风力发电风机运行的合理性，容易产生风机故障隐患。当前，风电场的风机数量越来越多，而竞争又要求不断降低风机维护的成本。合理利用风机，保障风机稳定运行，通过合理的风机保护机制降低风机的维护成本，已经成为未来风电场维护的发展趋势。

在一种现有的风电场群控方案中，电网调度下发总体出力上限给风电场，当运行出力上限小于风电场理论总体出力时，手动对风机的功率上限进行控制或者对部分风机进行手动停机，以满足风电场整体出力要求。手动调节风电场总体出力效率低，调节时间长，调节功率计算也比较麻烦，功率分配依据人的主观作用。

在另一种现有的风电场群控方案中，根据调度下发的风电场出力上限，进行功率自动分配调整。按照需要限功率比例，自动随机分配单台风机所限功率比例，或者当限功率比较大时，随机对风机进行停机，以满足对风电场的总体出力控制。这种采用随机的方式对单台风机限功率或者停机，没有针对风机本身的运行状态进行功率分配，可能使有故障隐患的风机持续运行在不合理的状况，或者使一台健康风机长时间连续工作而对风机的硬件照成损伤，从而降低了风机的可利用率，提高风机维护成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电场的出力控制系统以及出力控制方法，采用智能分析对风电场中的风机执行出力控制，以达到风电场的总体控制要求。

本发明的另一目的在于提供一种风电场的出力控制系统以及出力控制方法，采用智能分析对风电场中的风机的运行状态进行评估，并且考虑各风机的运行状态对风电场的出力进行控制，从而使风机健康地运行，提高风电场整体运行的可靠性。

根据本发明的一方面，提供一种风电场的出力控制系统，包括：风电场运行参数采集模块，用于从各风机持续采集其运行参数，所述运行参数包括各主要部件的温度参数和振动参数以及风机的当前运行功率、风速和环境温度；风机运行状态评估模块，用于根据风电场运行参数采集模块在一段时间内采集的各风机的运行参数确定各风机的运行状态，所述运行状态是可运行状态和需停机状态之一；风机控制命令输出模块，用于将停机命令分别发送给风机运行状态评估模块确定的处于需停机状态的风机。其中，风机运行状态评估模块在确定任一风机的运行状态时，如果在预定时间内，所述风机各变桨系统的温度差超出预定的温差范围，或者所述风机各主要部件的振动超过预定的振动限值，则风机运行状态评估模块确定所述风机处于需停机状态。

优选地，所述可运行状态包括正常运行状态和降功率可运行状态，并且风机运行状态评估模块在确定任一风机的运行状态时，如果在预定时间内，所述风机各主要部件的温度在正常范围内并且其振动不超过预定的振动限值，则风机运行状态评估模块确定所述风机处于正常运行状态，如果在预定时间内，所述风机各主要部件的温度的温升超过预定的温升限值，其各变桨系统的温度差在预定的温差范围内，并且所述风机各主要部件的振动不超过预定的振动限值，则风机运行状态评估模块确定所述风机处于降功率可运行状态。

优选地，所述的出力控制系统还包括：限功率决策模块，用于根据风电场运行参数采集模块采集的各风机的运行参数以及风机运行状态评估模块确定的各风机的运行状态确定当前处于正常运行状态的风机以及处于降功率可运行状态的风机当中需执行出力控制的风机。