[发明专利]基于运行数据的风电场有功功率和无功电压控制评价方法

权利要求书

1.一种基于运行数据的风电场有功功率和无功电压控制评价方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)获取数据源；

(2)单次控制响应特性评价；

(3)月度控制响应特性评价；

所述步骤(1)中，以实际运行数据作为风电场有功功率控制和无功电压控制性能评价的数据源，所述数据源包括：

1)AGC系统数据：

风电场的AGC系统接收调度部门下发的有功功率控制指令，并根据调度控制指令进行功率分配，下发给各个风电机组，实现对风电场有功功率输出的控制；通过AGC系统获得调度部门的有功功率指令和整个风电场的实际功率输出，用于风电场有功功率控制能力的评价；

2)AVC系统数据：

风电场AVC系统将采集的风电场电压实时运行数据上传至调度，同时接收调度部门下发的目标电压指令，通过控制风电机组、无功补偿装置的无功功率，调节并网点电压，使风电场电压跟随调度的目标电压；通过AVC系统获得调度的电压指令、风电场并网点实际电压、风电场的无功功率，用于风电场无功电压控制能力的评价；

3)监控系统数据：

风电场监控系统用于实时监视和控制风电场内的风电机组、无功补偿、变压器、气象采集装置，通过监控系统得到风电机组运行状态、风电场输出有功功率、无功功率、电压、风速数据；在进行有功功率控制和电压控制性能评价时，通过风电场监控系统得到风电场实际输出的有功功率和并网点电压。

2.如权利要求1所述的风电场有功功率和无功电压控制评价方法，其特征在于，所述步骤(2)的单次控制响应特性评价包括：有功功率控制和无功电压控制。

3.如权利要求2所述的风电场有功功率和无功电压控制评价方法，其特征在于，所述有功功率控制包括：

①有功功率控制的响应时间T_rp、超调量σ_p和稳态偏差E_p计算：

通过风电场AGC系统和监控系统得到风电场并网点有功功率和AGC有功功率调度指令；在得到AGC有功功率调节指令后，记录有功功率调节的整个时间区间内的风电场并网点有功功率和AGC调度指令；计算功率控制的响应时间T_rp、超调量σ_p和稳态偏差E_p：其中：

响应时间T_rp：以AGC指令时刻为零时刻，计算风电场实际出力与AGC指令的偏差，计算进入±7％风电场额定功率偏差范围的时间，为响应时间；

若5min内风电场实际有功输出大于AGC指令值+7％风电场额定功率，则记录该次有功功率控制响应失败；

若5min内风电场实际有功输出小于AGC指令值-7％风电场额定功率，则查看风电场当前风速，对照风电机组的风速-功率特性曲线，查看风电机组在当前风速下的理论出力总和是否小于AGC给出的有功功率指令值：若小于功率指令值，则认为受当前风速限制，风电场无法输出指定的有功功率，则计算有功功率稳定输出，有功功率波动在±7％平均功率范围内的时间为有功功率响应时间；若理论出力总和大于AGC功率指令值，则认为不是风速限制引起的，则记录该次有功功率控制响应失败；

超调量σ_p：计算风电场接收到AGC有功功率指令后在响应时间内超调的有功功率百分比；

稳态偏差E_p：响应时间结束后，计算在下一AGC有功功率调度指令到达前或响应时间后10min内的风电场并网点有功功率与AGC有功功率调度指令之间的差值，计算差值的平均值，得到有功功率控制的稳态偏差；

式中，P_AGC为AGC发出的有功功率调度指令，P_f为风电场实际输出的有功功率，T_end为10分钟或AGC下一有功功率调度指令到达前的时间，取两者中最小的值；

②加权平均指标计算：

以120s为响应时间T_rp的基数，以风电场额定装机容量为稳态偏差的基数，计算有功功率的响应时间T_rp的百分比数和稳态偏差的百分比数，如下式：

其中：T′_rp为有功功率控制响应时间的百分比数；E′_p为有功功率控制稳态偏差的百分比数；P_n为风电场额定装机容量；

将响应时间T_rp的百分比数、超调量σ_p和稳态偏差E_p的百分比数，根据调度控制的需求赋予不同的权重，包括要求快的响应和精确的指令跟踪，设置响应时间的权重为40％，超调量的权重为20％，偏差的权重是40％，加权平均得到有功功率控制的加权平均响应指标P_G，该指标数据越小，有功功率控制性能越好，如下式：

P_G＝0.4×T′_rp+0.2×σ_p+0.4×E′_p。