[发明专利]一种风电场有功功率控制方法

摘要

本发明提供一种风电场有功功率控制方法，其根据电网的调度指令，在保证风机的使用寿命，考虑风机工况、减少风机故障的前提下，采用变浆及启停机的方式对风电场的有功出力进行在线动态调整。本发明提出的控制方法能够迅速、准确地跟踪设定值，同时超调能限制发电功率不超过限制值。并且在机组故障停机时，能及时根据机组故障状态分配目标发电功率，使实时发电功率能够快速恢复到目标值；通过这种功率控制方法对风电场中风力发电机组进行集中控制，提高了风电场输出电能质量并且保证了风电场输出功率的稳定性，减小了风力发电的随机性和波动性对电网产生的不利影响。

主权项

1.一种风电场有功功率控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.调取所述风电场的运行数据，并根据所述运行数据求得风电场有功功率控制模型的输入参数；步骤2.根据所述输入参数，建立所述风电场的平均分配模型和经济运行分配模型；步骤3.判断所述风电场中的风机的发电功率是否大于等于最小发电额定功率；若是，则进入步骤4；若否，则进入步骤7；步骤4.判断输入运行模式指令；若所述输入运行模式指令为平均分配指令，则进入步骤5；若所述输入运行模式指令为经济运行分配指令，则进入步骤6；步骤5.根据所述风电场的平均分配模型控制与调节所述风电场有功功率；步骤6.根据所述风电场的经济运行分配模型控制与调节所述风电场有功功率；步骤7.所述风机触发低于最低发电功率故障而停机，并判断所述风机的启动命令；若所述启动命令为手动启动模式，则根据所述命令启动所述风机；若所述启动命令为自动启动模式，则进入步骤8；步骤8.根据停机自启动算法启动所述风机；所述步骤1包括：1‑1.从风电监控数据中调取所述风电场的运行数据，所述运行数据包括：实际发电功率Pi、上级调度AGC控制最大有功功率值P₀及t时刻风机检修时间C_i(t)；1‑2.根据所述运行数据，求得风电场有功功率控制模型的输入参数，所述输入参数包括：实际发电功率Pi与调度调节功率的偏差系数K、风机状态函数S_i(t)及风机的运行数量N；所述步骤2，包括：2‑1.根据所述输入参数，建立所述风电场的平均分配模型：式(4)中，n为参加功率调节的机组台数；P_imax为风机W_i的额定最大功率，P_i(t)为t时刻发电功率；W_i为风电场限电量预测值；2‑2.平均分配模式下，将风电功率限制按风机额定功率平均分配到各风电机组，当风机的分配值小于最小额定功率时，风机发电功率限制为最小额定功率；当分配制大于最大额定功率时，其功率分配值为最大额定功率；即将式(4)中的P_i(t)代入下面数学模型如下：式(5)中，P_imin为风机W_i的额定最小功率；ΔP为风机W_i的额定最小功率与t时刻发电功率P_i(t)的差值，|ΔP|＝|P_imin‑P_i(t)|；2‑3.根据所述输入参数，建立所述经济运行分配模型；所述1‑2包括：a.根据所述运行数据，计算实际发电功率Pi与调度调节功率的偏差系数K：式(1)中，且P_imin≤P_i≤P_imax，P_imax为风机W_i的额定最大功率，P_imin为风机W_i的额定最小功率；n为参加功率调节的机组台数；b.计算风机状态函数S_i(t)：式(2)中，设定风机W_i在t时刻运行状态为false表示异常状态，所述异常状态为可能存在通信故障、告警或者实际平均功率比风速预测功率大的状态；true表示正常状态；t_start，为t时刻的起始时间；t_end为t时刻的终止时间；S_comm为通信状态；S_alarm为告警状态，指30s控制周期内的实时平均功率；指30s控制周期内的平均风速；P_pre为根据风速预测输出功率；V_max为最大控制速度；P_额定为额定功率；c.根据所述风机状态函数S_i(t)，计算风机的运行数量N：式(3)中，m为所有风机数量，N∈[1,m]。