[发明专利]一种风电场有功功率控制方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及风电场有功功率控制技术领域，尤其涉及一种风电场有功功率控制方法及其系统。

背景技术

随着常规能源的枯竭，可再生能源将成为未来的能源的重要组成部分。由于风能其储存量大又易于形成规模，并且风力发电技术相对成熟，因此，风能作为一种绿色能源在近几十年得到了广泛的开发和利用，也有希望成为未来不可替代的可再生资源之一。这一趋势给电力工业带来了新的机遇和新一轮的挑战，同时也给风电相关的仿真技术带来了新的要求，尤其是风力发电机组的模型仿真和控制技术相关方面的仿真研究，其仿真研究的范围更广、要求更高。

随着风电场装机容量的不断增大，实现风电场的可控运行将是风电场并网运行的发展趋势。在这种形势下，调度部门将采取强制措施，要求风电场参与系统的有功控制。那么，当风电场参与有功控制时，需要设计风电场如何将有功调度指令合理地分配到底层风电机组的算法，而如何有效地控制各风力发电机组的有功出力，在满足电网调度对风电场有功控制能力的需求时，制定既可保证单台风力发电机组安全稳定运行，又可实现风电场最大风电转换效率的控制目标，充分地利用风能，实现风力发电机群的协调控制方法是研究的主要课题。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种风电场有功功率控制方法及其系统。

为实现上述目的，本发明之一一种风电场有功功率控制方法，其包括：

步骤S1：对电网下发调度指令P_Set与风场实际有功功率P_Act的进行差值计算并获取差值的绝对值|ΔP|，若|ΔP|小于调整阈值后便自适应调整时间t内的功率变化系数；同时将|ΔP|与有功控制死区P0比较，若|ΔP|在有功控制死区P0以内，则判定风电场处于正常发电状态，对风电场内的风力发电机组的当前运行状态不做改变，同时输出风电场有功功率控制指令，若ΔP|在有功控制死区P0之外，则将风电场实际有功功率P_Act与进行比较风电场设定有功功率，其中P_Set为风电场设定有功功率；

步骤S2：设定容差Upgrade，若风电场实际有功功率P_Act小于或等于风电场设定有功功率P_Set时，则进行风电场有功功率提升控制，

对风电场受控风力发电机组的累计设定有功功率P_Set1与风电场受控风力发电机组的累计实际有功功率P_Act1进行差值计算，若风电场累计设定有功功率P_Set1与风电场受控风力发电机组的累计实际有功功率P_Act1的差值在容差Upgrade范围以内，则进行风电场有功功率提升控制，从风力发电机组可提升功率队列中进行功率增量的分配，

若可提升功率达不到功率增量，便遍历停机队列，选择可供启动的风力发电机组；反之，若风电场累计设定有功功率P_Set1与风电场受控风力发电机组的累计实际有功功率P_Act1的差值在容差Upgrade 范围之外则不改变风力发电机组当前运行状态；

步骤S3：若风电场实际有功功率P_Act大于风电场设定有功功率 P_Set时，则进行风电场有功功率降低控制，从风力发电机组可降功率队列中进行功率减量的分配，若此时可降功率达不到功率减量，便遍历运行机组队列，选择停机；

步骤S4：由功率分配模块通过风电场监控系统向风力发电机组下发有功功率控制指令。

本发明之二一种风电场有功功率控制系统，其与风电场监控系统(SCADA)系统及电网调度系统相互连接，其特征在于：该风电场有功功率控制系统由加法器、有功功率预调整模块、自适应调整控制器及功率分配模块、电网标准限制器组成。

电网标准限制器作用是要求功率提升与功率降低均需满足电网标准对风电场调整时间t内全场有功功率变化限制，调整时间t 为1分钟和10分钟内的全场有功功率变化。

加法器用于通过SCADA系统获取风力发电机组运行数据。

有功功率预调整模块用于判断电网调度系统下发的有功指令与风电场全场实际有功功率出力的差值ΔP是否超出有功控制死区P0的范围，若超出有功控制死区P0，则有功功率预调整量为电网下发有功指令与风电场全场实际有功功率出力的差值；若未超出有功控制死区P0，则有功功率预调整量为0，即不调整有功。