[发明专利]一种直流并联型风电场有功协调控制方法

摘要

本发明涉及一种直流并联型风电场有功协调控制方法，风场包括设有储能系统的直流风电机组；所述方法包括确定电网的有功调度指令，获取直流风电场内风电机组的运行状态，确定风电机组的可利用最大有功功率；确定储能系统的运行状态，确定直流风电场的运行状态；分析储能系统能否满足电网有功调度指令要求，从而确定直流风电机组的有功控制指令。保证风电机组发出的功率按照指定的功率指令变化，使风电场发出的功率满足电网调度的要求。本发明技术方案综合考虑电网需求、风电机组运行状态以及储能系统的工作状态，向各直流风电机组发送功率指令，通过调节各发电机和储能系统的输出功率，使得风电场输出的有功功率可在一定范围满足电网的需求。

主权项

1.一种直流并联型风电场有功协调控制方法，所述风电场包括设有储能系统的直流风电机组；其特征在于：所述方法包括：确定电网的有功调度指令，并获取直流风电场内每台风电机组的运行状态，从而确定风电机组的可利用最大有功功率；确定储能系统的运行状态，从而确定直流风电场的运行状态；根据电网的有功需求和风电场最大有功功率确定需要调节的有功功率；所述需要调节的有功功率与储能系统容量比较，确定各个储能系统控制信号，并确定是否需要调节直流风电机组的有功功率；并生成直流风电机组的有功功率控制信号，完成有功功率控制；所述直流风电机组运行状态包括直流风电机组的风速、有功输出值、基于当前风速的最大有功输出值以及有功调节范围；根据查表法，利用最优转速查出对应的风电机组可利用的最大有功功率Peimax，故风电场可输出的最大有功功率Pemax为：其中，N表示并联风电机组个数；为了满足电网的有功需求Pd，Pd和风电场最大有功功率Pemax之间的差值Pessd，即，需通过风电场储能系统吸收或补偿的有功功率，为：Pessd＝Pemax‑Pd；储能系统的存储能力取决于其容量Ccap以及电压Vessi；在正常运行状态下，Vessi∈(Vimin,Vimax)，其中，Vimin和Vimax分别表示最小和最大运行电压；储能系统和风电机组之间交换的最大功率Pessimax表示为：Pessimax＝±CcapVessi|Vessi’|max其中，|Vessi’|max表示储能系统最大电压变化率，正号表示储能系统补偿风电机组直流母线上不足的功率，负号表示储能系统存储直流母线上多余的功率，若风电机组接收到的功率指令大于机侧整流器输出的功率，则Pessimax为正值；若风电机组接收到的功率指令小于机侧整流器输出的功率，则Pessimax为负值；储能系统须工作在Vessi∈[Vimin,Vimax]的条件下，否则储能系统将不能参与风电机组的功率调节；当Pessimax确定之后，储能系统和风电机组之间可交换的总最大功率为Pessmax：当Pessmax满足有功指令和风电场可用功率之间的差值Pessd，即|Pessd|≤|Pessmax|时，各直流风电机组的功率指令表示为Pei*：Pei*＝Peimax‑ai·Pessd其中，系数ai表示为：ai＝Pessimax·Pessmax‑1且a1,a2,a3,...,aN之和为1；直流风电机组容量为2.5MW，额定风速13.2m/s，风电机组直流母线电压为2kV，风电机组DC/DC变换器输出电压为20kV，共有6台风电机组并联连接到DC/DC变换站上，经DC/DC变换站升压之后采用HVDC传输方式输送到并网点处，整个风电场额定容量为15MW。汇集系统直流母线电压由DC/DC变换站控制。风电机组所用储能系统设计成可连续提供20％的永磁同步发电机额定功率60s，且储能系统的最大充放电功率设定为±0.7MW。