[发明专利]一种风电场有功功率优化控制方法

说明书

本发明提出了一种风电场有功功率优化控制方法，其根据风电机组预测值判断该风机的发电能力，并按一定的顺序排列，形成具有优先顺序的群控风机差额序列。其次，在差额序列中设置调节死区，从而避免风机的频繁微调，降低了风机损耗。最后，考虑风电场1分钟和10分钟最大功率变化率要求，以保证风电场有功功率的平稳输出。

技术领域

本发明涉及风电场控制技术领域，特别涉及一种风电场有功功率优化控制方法。

背景技术

随着全球发展可再生能源的共识不断增强，风电在未来能源电力系统中将发挥更加重要作用。近些年来，我国风力发电技术得到了快速发展，但依然依靠不断扩大装机容量的方式来提高风电在能源结构中所占的比例。在风电装容量不断增大的前提下，提高风电机组的发电效率显得尤为重要。

风电场风机的控制方法是制约发电效率的重要因素，现有的有功功率控制方法多采用电网调度中心下发值与风电场实际有功功率的差值作为调控目标，其有功分配方式多采用平均分配或比例分配的方式，且未考虑到风机频繁微调对风机寿命的影响。虽有学者结合风电场风机的预测信息，将风机划分为不同的优先级，但未充分考虑预测的不确定性，且没有设置风机调节死区。同时，调控误差大于调控死区的风机可能未参与调度调控。因此，势必会造成资源的浪费，影响风电场的发电效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种风电场有功功率优化控制方法，以实现风电场稳健运行和有功功率输出最大化。

本发明的解决方案是这样实现的：一种风电场有功功率优化控制方法，包括以下步骤：

S1、以电网调度中心下发的指令或功率调度系统客户端的需求判断是否需要调控，若需要调控，则进入以下步骤S2，若不需要调控，则进入以下步骤S6；

S2、根据风电场内风电机组当前的运行状态和检修状态，将发电状态的风电机组划分为单独控制风机和群控风机两类；

S3、由各群控风机的功率预测值和实时有功功率，得出群控风机的有功功率差额，并按设定的顺序排列，生成参与调控机组的有功功率差额序列；

S4、计算群控风电机组的有功功率调控值；

S5、将步骤S4计算的有功功率调控值分别发送给各风机，并写入风机的PLC，完成当次调控；

S6、设置控制延时，返回步骤S1，进入下一控制周期。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述步骤S1具体包括：

S11、根据电网调度中心下发的有功功率指令P_cmd和风电场的实时有功功率P_t，按下式计算风电场调控周期内的总功率调节量P，

P＝P_cmd-P_t

S12、根据下式判断是否需要调节风电场的有功输出，若满足下式，则不调节风电场的有功输出，进入步骤S6；若不满足下式，则进入步骤S2。

|P|≤η×P_t

上式中，η为调节死区系数。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述步骤S3还包括：修正群控风机的预测功率序列，使各群控风电机组的预测功率介于该风机出力最小值和最大值之间。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述步骤S3具体为：

S31、设风电场群控风电机组台数为n，风电场功率调控周期内，根据修正后的各群控风电机组的功率预测信息序列P_f,t+1和实际功率输出P_a,t计算各群控风电机组的功率差额P_t，其中，