[发明专利]并网非上网分布式风力发电机组协调控制方法有效

专利信息
申请号: 201410663838.9 申请日: 2014-11-19
公开(公告)号: CN104377728A 公开(公告)日: 2015-02-25
发明(设计)人: 李昌 申请(专利权)人: 上海申瑞继保电气有限公司
主分类号: H02J3/38 分类号: H02J3/38
代理公司: 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人: 林炜
地址: 200233 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 并网 上网 分布式 风力 发电 机组 协调 控制 方法
【权利要求书】:

1.一种并网非上网分布式风力发电机组协调控制方法,其特征在于:

1)获取每台受控风力机组的发电容量、t时刻风速,并获取每台受控风力机组分别在t时刻、t-1时刻、t-2时刻的风机发电功率及并网点的功率,功率方向规定为:电网注入并网母线为正,并网母线注入电网为负,风力发电机注入并网母线为正,并网母线注入风力发电机为负;

其中,t≥2,t时刻为当前时刻,t-1时刻、t-2时刻均为t时刻之前的时刻,t-1时刻距t时刻1个单位时长,t-2时刻距t时刻2个单位时长,单位时长的取值为1分钟;

2)计算t时刻的协调控制有功状态量及无功状态量,具体计算公式为:

Bpcon=-Ka×(Σi=1nPg(t,i)-2(Σi=1mPg(t-1,i)+Pn(t-1))/3-(Σi=1lPg(t-2,i)+Pn(t-2))/3)(Σi=1mPg(t-1,i)+Pn(t-1));]]>

Bqcon=2×Kaq×Qn(t-1)(Σi=1nQg(t,i))]]>

其中,Bpcon为t时刻的协调控制有功状态量,Pg(t,i)为第i台风力发电机组在t时刻的发电有功功率,Pg(t-1,i)为第i台风力发电机组在t-1时刻的发电有功功率,Pg(t-2,i)为第i台风力发电机组在t-2时刻的发电有功功率,Pn(t-1)为t-1时刻的并网点有功功率,Pn(t-2)为t-2时刻的并网点有功功率;

其中,Bqcon为t时刻的协调控制无功状态量,Qg(t,i)为第i台风力发电机组在t时刻的发电无功功率,Qn(t-1)为t-1时刻的并网点无功功率;

其中,n为t时刻正发电的风力发电机组数目,m为t-1时刻正发电的风力发电机组数目,l为t-2时刻正发电的风力发电机组数目,Ka为有功可靠系数,其取值为5,Kaq为无功可靠系数,其取值为7;

3)计算t时刻的有功控制信号累计值及无功控制信号累计值,具体计算公式为:

ADJp(t)=Σi=0T-1Psign(t-i);]]>

ADJq(t)=Σi=0T-1Qsign(t-i);]]>

其中,ADJp(t)为t时刻的有功控制信号累计值,Psign(t-i)为t-i时刻的有功控制信号,Psign(0)=0,Psign(1)=0,如果t时刻Bpcon<1,则令Psign(t)=1,反之则令Psign(t)=0;

其中,ADJq(t)为t时刻的无功控制信号累计值,Qsign(t-i)为t-i时刻的无功控制信号,Qsign(0)=0,Qsign(1)=0,如果t时刻Bqcon<1,则令Qsign(t)=1,反之则令Qsign(t)=0;

其中,T为延迟时间常数,其取值为10;

4)根据ADJp(t)、ADJq(t)协调控制指令,具体协调控制方式为:

方式1:如果ADJp(t)=T,则发出减少控制风机有功功率指令,并转至步骤5);

方式2:如果ADJq(t)=T,则发出减少控制风机无功功率指令,并转至步骤5);

方式3:如果ADJp(t)=0,则发出增大控制风机有功功率指令,并转至步骤6);

方式4:如果ADJq(t)=0,则发出增大控制风机无功功率指令,并转至步骤6);

方式5:如果0<ADJp(t)<T并且0<ADJq(t)<T,则转至步骤7);

其中,t时刻的协调控制仅调整一次,如果从有功和无功得出相反判断,则优先减少风机出力,即协调控制方式的优先级别从高至低依次分别为方式1、方式2、方式3、方式4、方式5;

5)先计算t时刻各风力发电机组发电功率减少值,再转至步骤7),具体计算公式为:

Pgax(t,i)=-2(Pcap(i)-Pg(t,i))×(Σi=1nPg(t,i)-2(Σi=1mPg(t-1,i)+Pn(t-1))/3-(Σi=1lPg(t-2,i)+Pn(t-2))/3)Ka×Σi=1n(Pcap(i)-Pg(t,i));]]>

Qgax(t,i)=(Qcap(i)-Qg(t,i))×Qn(t-1)Kaq×Σi=1n(Qcap(i)-Qg(t,i));]]>

约束条件为:

Pg(t,i)-Pgax(t,i)-Pgmin(i)>0Qg(t,i)-Qgax(t,i)-Qgmin(i)>0;]]>

如果第i个风力发电机组不满足任一约束条件,则令第i个风力发电机组停机,并将t时刻正发电的风力发电机组数目n减少1;

其中,Pgax(t,i)为第i个风力发电机组在t时刻的有功发电功率减少值,Pcap(i)为第i个风力发电机组的有功容量,Qgax(t,i)为第i个风力发电机组在t时刻的无功发电功率减少值,Qcap(i)为第i个风力发电机组的无功容量,Pgmin(i)为第i个风力发电机组的发电最小有功值,Qgmin(i)为第i个风力发电机组的发电最小无功值;

6)先计算t时刻各风力发电机组的发电功率增加值,再转至步骤7),具体计算公式为:

Pgay(t,i)=(Pcap(i)-Pg(t,i))×(Σi=1nPg(t,i)+Pn(t))2×Ka×(Σi=1mPg(t-1,i)+Pn(t-1));]]>

Qgay(t,i)=(Qcap(i)-Qg(t,i))×(Σi=1nQg(t,i)+Qn(t))2×Kaq×(Σi=1mQg(t-1,i)+Qn(t-1));]]>

约束必须满足如下:

Pg(t,i)+Pgay(t,i)-Pgmax(i)<0Qg(t,i)+Qgay(t,i)-Qgmax(i)<0;]]>

如果第i个风力发电机组不满足任一约束条件,则对第i个风力发电机组不作调节,如果所有风力发电机组均不作调节,则增开一台新的风力发电机组,且该风力发电机组按照最小有功及最小无功发电,并将t时刻正发电的风力发电机组数目n增加1;

其中,Pgay(t,i)为第i个风力发电机组在t时刻的有功发电功率增加值,Pcap(i)为第i个风力发电机组的有功容量,Pn(t)为t时刻的并网点有功功率,Qgay(t,i)为第i个风力发电机组在t时刻的无功发电功率减少值,Qcap(i)为第i个风力发电机组的无功容量,Qn(t)为t时刻的并网点无功功率,Qg(t-1,i)为第i台风力发电机组在t-1时刻的发电无功功率,Pgmax(i)为第i个风力发电机组在t时刻风速下的发电最大有功值,Qgmax(i)为第i个风力发电机组在t时刻风速下的发电最大无功值;

7)等待一个单位时长的时间,再返回步骤1)。

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