[发明专利]风电场有功出力优化控制的方法、装置、电子设备及介质

说明书

本发明提供一种风电场有功出力优化控制的方法、装置、电子设备及介质，该方法包括：基于能量平衡获取尾流迭加模型；将风机的轴向诱导因子作为控制变量输入所述尾流迭加模型，得到用于模拟风机之间的尾流相互作用的风机尾流迭加模型；基于海上风电场的风机排布方式和参数设置，利用多个候选优化控制策略分别对所述风机尾流迭加模型进行仿真，对比分析基于所述多个候选优化控制策略得到的仿真结果，获取风电场有功出力的目标优化控制策略；根据所述目标优化控制策略，控制风电场的有功出力。该方法给出了风电场中的最佳优化控制策略，解决了尾流效应的影响，提高了风电场的有功出力。

技术领域

本发明涉及风力发电控制技术领域，更具体地说，涉及风电场有功出力优化控制的方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

风能作为一种常见的新能源，在我国的储量非常丰富(中国的风能仅次于俄罗斯和美国，位列世界第三)，尤其是在我国“三北地区”(东北、华北北部和西北地区)和东部沿海地区，风资源具有很高的开发利用价值。

随着风力发电的发展，单台风力机的功率越来越大，风机高度和叶片长度都在增加，风电场的规模越来越大，如何提高风电场的发电效率，成为人们高度重视的问题。首先，可以从风机本身出发，通过改进浆叶、齿轮箱和变频器等结构，使风机达到比较高效的运行性能；其次，风电场的合理选址可以使其接收到更多的风能，从而提高其运行效率；另外在风电场运行期间，通过协调各风机之间的有功出力关系，从而达到一个更理想的风电场整体运行状态，提高发电效率。

在风电场中，当上风向风机吸收风能带动风轮做功并转化为电能时，会造成来风速度的降低，从而导致下风向风机可利用的风能减少，这就是“尾流效应”，而风机间的距离越小，尾流效应的影响越明显。在风电场的运行中，如果不考虑风机之间尾流效应的影响，采取传统的单机最大功率追踪(maximum power point track，MPPT)控制策略，风电场捕获的总能量并不是最大。特别是在大型的风电场中，由于场地等条件的限制，机组间的距离有限，尾流效应将引起显著的功率损失，造成经济损失。目前虽然可以采取优化风机排布的方法，增加盛行风向上机组间距，来减弱尾流效应的影响，但实际风电场中风力条件不是一成不变的，当出现风向为侧风向的情况时，尾流效应造成的功率损失将十分严重，一般可达到10％左右。

发明内容

本发明提供一种风电场有功出力优化控制的方法、装置、设备及介质，用以解决由于尾流效应造成功率损失十分严重的技术问题，以实现提高风电场有功出力的目的。

第一方面，本发明提供一种风电场有功出力优化控制的方法，包括：

基于能量平衡获取尾流迭加模型；

将风机的轴向诱导因子作为控制变量输入所述尾流迭加模型，得到用于模拟风机之间的尾流相互作用的风机尾流迭加模型；

基于海上风电场的风机排布方式和参数设置，利用多个候选优化控制策略分别对所述风机尾流迭加模型进行仿真，对比分析基于所述多个候选优化控制策略得到的仿真结果，获取风电场有功出力的目标优化控制策略；

根据所述目标优化控制策略，控制风电场的有功出力。

第二方面，本发明提供一种风电场有功出力优化控制的装置，包括：

获取模块，用于基于能量平衡获取尾流迭加模型；

建立模块，用于将风机的轴向诱导因子作为控制变量输入所述尾流迭加模型，得到用于模拟风机之间的尾流相互作用的风机尾流迭加模型；

仿真和分析模块，用于基于海上风电场的风机排布方式和参数设置，利用多个候选优化控制策略分别对所述风机尾流迭加模型进行仿真，对比分析基于所述多个候选优化控制策略得到的仿真结果，获取风电场有功出力的目标优化控制策略；

控制模块，用于根据所述目标优化控制策略，控制风电场的有功出力。