專利名稱：風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
:近幾年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電作為可再生清潔能源發(fā)電得到大力發(fā)展。隨著風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量比例的不斷提升，風(fēng)電機(jī)組送往電網(wǎng)的功率的大幅度波動(dòng)將會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)越來(lái)越大的不利影響，因此，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)有功功率的可調(diào)控是迫切需要解決的問(wèn)題。目前風(fēng)電場(chǎng)中使用的有功功率調(diào)節(jié)方式多為人工手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式。具體地，首先由電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)通過(guò)電話方式通知風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行有功功率調(diào)節(jié)，然后，風(fēng)電場(chǎng)值班人員將調(diào)度的有功功率目標(biāo)值與風(fēng)電場(chǎng)此時(shí)的有功功率實(shí)發(fā)值進(jìn)行比較，而后，由風(fēng)電場(chǎng)值班人員基于比較的差值并借助風(fēng)電場(chǎng)中的控制裝置手動(dòng)控制風(fēng)電機(jī)組啟/停，升/降功率，以便控制風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率達(dá)到調(diào)度要求的目標(biāo)值。這種方式存在下述缺陷:I)由于上述風(fēng)電場(chǎng)有功功率調(diào)節(jié)方式是通過(guò)操作人員手動(dòng)來(lái)完成的，即操作人員接到調(diào)度調(diào)節(jié)要求后，通過(guò)計(jì)算獲得調(diào)度的目標(biāo)值同風(fēng)電場(chǎng)此時(shí)的實(shí)發(fā)值之間的比較差值，并根據(jù)該比較差值手動(dòng)控制風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組啟/停、升/降功率，因而存在誤差大、響應(yīng)速度慢等問(wèn)題，進(jìn)而造成風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量的損失。2)上述風(fēng)電場(chǎng)有功功率調(diào)節(jié)方式?jīng)]有根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組的具體工作情況而對(duì)其進(jìn)行調(diào)用和控制，而是由操作人員較為隨機(jī)地對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行啟/停操作或者進(jìn)行升/降功率的操作。因此，上述風(fēng)電場(chǎng)有功功率調(diào)節(jié)方式不僅高度依賴相應(yīng)機(jī)組工作的可靠性，而且還因隨機(jī)地操作相應(yīng)風(fēng)電機(jī)組而忽視了風(fēng)電機(jī)組具體工作情況(例如風(fēng)電機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、累計(jì)停機(jī)時(shí)間等)，因而會(huì)使某些機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間一直在運(yùn)行，而另一些機(jī)組則較長(zhǎng)時(shí)間一直在停機(jī)，從而導(dǎo)致機(jī)組故障率提升。而且，風(fēng)電機(jī)組頻繁地啟/停本身就會(huì)影響風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)也會(huì)影響風(fēng)電機(jī)組的使用壽命
發(fā)明內(nèi)容
:為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是在于提出一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，該方法能夠及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)整風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率，同時(shí)充分考慮了各風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際工作情況，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)發(fā)難如下:風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，包括以下步驟:(I)測(cè)量得到風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率實(shí)發(fā)值？_，計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)有功功率目標(biāo)值Ptarget與有功功率實(shí)發(fā)值P_的差值，記為有功功率偏差A(yù)P = Ptarget-Pfflea ；(2)判斷目標(biāo)功率與實(shí)際功率偏差是否在功率偏差的死區(qū)閥值范圍內(nèi)；設(shè)置有功功率偏差的死區(qū)閥值S，若有功功率偏差的絕對(duì)值I APl大于死區(qū)閥值5則進(jìn)入步驟
(3)，否則返回步驟(I);
(3)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，計(jì)算各風(fēng)電機(jī)組的最大有功功率；(4)根據(jù)各風(fēng)電機(jī)組的當(dāng)前實(shí)發(fā)有功功率和最大有功功率,計(jì)算有功增裕度系數(shù)和有功減裕度系數(shù)，依據(jù)有功增裕度系數(shù)和有功減裕度系數(shù)的大小，生成有功增裕度隊(duì)列和有功減裕度隊(duì)列；(5)計(jì)算所有運(yùn)行的可調(diào)風(fēng)電機(jī)組的有功增裕度總和、有功減裕度總和；(6)依據(jù)風(fēng)電機(jī)組的累計(jì)停機(jī)時(shí)間和累計(jì)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短，生成開(kāi)機(jī)隊(duì)列和停機(jī)隊(duì)列；(7)根據(jù)有功功率偏差，確定功率調(diào)整策略；

(8)根據(jù)功率調(diào)整策略，向風(fēng)電機(jī)組發(fā)出控制指令；(9)等待風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行指令動(dòng)作完成后，返回步驟(I)；本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明可以自動(dòng)將調(diào)度的有功功率調(diào)節(jié)指令分配到單個(gè)風(fēng)電機(jī)組來(lái)執(zhí)行，既可以大大減輕風(fēng)電場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又可以提高對(duì)調(diào)度功率目標(biāo)的響應(yīng)速度以及功率調(diào)節(jié)的精度，進(jìn)而減少風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量的損失，提高風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益；并可以避免風(fēng)電機(jī)組頻繁地啟/停，以及避免出現(xiàn)某些機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而另一些機(jī)組則長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)等問(wèn)題，從而降低風(fēng)電機(jī)組的故障率，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，進(jìn)而延長(zhǎng)風(fēng)電機(jī)組的使用壽命。


:圖1為本發(fā)明風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法流程圖。
具體實(shí)施方式
:為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖1所示為本發(fā)明風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法的流程圖。本實(shí)施例是在于提出一種能夠及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)整風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率，同時(shí)充分考慮了各風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際工作情況，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其方法步驟如下:(I)測(cè)量得到風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率實(shí)發(fā)值？_，計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)有功功率目標(biāo)值Ptarget與有功功率實(shí)發(fā)值P_的差值，記為有功功率偏差A(yù)P = Ptarget-Pfflea ；(2)設(shè)置有功功率偏差的死區(qū)閥值5，若有功功率偏差的絕對(duì)值I AP|大于死區(qū)閥值5則進(jìn)入步驟(3)，否則返回步驟(I);(3)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，計(jì)算各風(fēng)電機(jī)組的最大有功功率；根據(jù)機(jī)組功率曲線，采用線性插值法計(jì)算在當(dāng)前風(fēng)速情況下機(jī)組的最大有功功率，計(jì)算公式如下:
權(quán)利要求
1.風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，包括以下步驟: (1)測(cè)量得到風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率實(shí)發(fā)值？_，計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)有功功率目標(biāo)值Ptogrt與有功功率實(shí)發(fā)值？_的差值，記為有功功率偏差A(yù)P = Ptarget-Pmea ； (2)判斷目標(biāo)功率與實(shí)際功率偏差是否在功率偏差的死區(qū)閥值范圍內(nèi)；設(shè)置有功功率偏差的死區(qū)閥值S，若有功功率偏差的絕對(duì)值I AP|大于死區(qū)閥值8則進(jìn)入步驟(3)，否則返回步驟(I); (3)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，計(jì)算各風(fēng)電機(jī)組的最大有功功率；根據(jù)機(jī)組功率曲線，采用線性插值法計(jì)算在當(dāng)前風(fēng)速情況下機(jī)組的最大有功功率，計(jì)算公式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其特征在于，上述步驟(4)中，生成有功增裕度隊(duì)列和有功減裕度隊(duì)列的具體步驟如下: Ca)計(jì)算各風(fēng)電機(jī)組的有功增裕度系數(shù)，計(jì)算公式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其特征在于，所述步驟(5)，具體計(jì)算步驟如下:(a)計(jì)算所有運(yùn)行的可調(diào)風(fēng)電機(jī)組的有功增裕度總和計(jì)算公式如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其特征在于，上述步驟(6)中，所述生成開(kāi)機(jī)隊(duì)列和停機(jī)隊(duì)列的步驟如下: 開(kāi)機(jī)隊(duì)列的生成步驟為:記錄各風(fēng)電機(jī)組本次停機(jī)的時(shí)間，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組本次停機(jī)的時(shí)間超過(guò)最短停機(jī)時(shí)間后，風(fēng)電機(jī)組可以加入到開(kāi)機(jī)隊(duì)列，再次開(kāi)機(jī)。
將風(fēng)電機(jī)組本次停機(jī)的時(shí)間加上以前累計(jì)停機(jī)的時(shí)間即得到機(jī)組累計(jì)停機(jī)時(shí)間，按照機(jī)組累計(jì)停機(jī)時(shí)間由長(zhǎng)到短的順序進(jìn)行排列，生成開(kāi)機(jī)隊(duì)列； 停機(jī)隊(duì)列的生成步驟為:記錄各風(fēng)電機(jī)組本次運(yùn)行的時(shí)間，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組本次運(yùn)行的時(shí)間超過(guò)最短開(kāi)機(jī)時(shí)間后，風(fēng)電機(jī)組可以加入到停機(jī)隊(duì)列，再次停機(jī)。
將風(fēng)電機(jī)組本次運(yùn)行的時(shí)間加上以前累計(jì)運(yùn)行的時(shí)間即得到機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，按照機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間由長(zhǎng)到短的順序進(jìn)行排列，生成停機(jī)隊(duì)列。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其特征在于，所述步驟(7)中，確定功率調(diào)整策略的方法為:若有功功率偏差A(yù) P大于零，轉(zhuǎn)至步驟(A)，若有功功率偏差A(yù)P小于零，轉(zhuǎn)至步驟(B); (A)首先判斷有功功率偏差A(yù)P是否小于 記將開(kāi)機(jī)隊(duì)列中所有風(fēng)電機(jī)組啟動(dòng)的有功增裕度總和為Pstartup,公式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的所述的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其特征在于，上述步驟(A)中，若有功功率偏差A(yù) P不小于+Pstarhip)，則先將所有運(yùn)行的可調(diào)風(fēng)電機(jī)組有功功率升至最大有功功率，然后按照開(kāi)機(jī)隊(duì)列順序依次啟動(dòng)所有風(fēng)電機(jī)組，并以最大有功功率運(yùn)行； 若有功功率偏差A(yù)P小于然后判斷有功功率偏差八？是否大于^4, .如果有功功率偏差A(yù)P大于CtU，則先將所有運(yùn)行的可調(diào)風(fēng)電機(jī)組有功功率升至最大有功功率，然后從開(kāi)機(jī)隊(duì)列中依次啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組，直到已啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組的有功增裕度總和大于等于則將作為有功增加量在已啟動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組間采用相似調(diào)整裕度原則進(jìn)行分配； 如果不大于，即所有運(yùn)行的可調(diào)風(fēng)電機(jī)組都升至最大有功功率時(shí)，能夠滿足當(dāng)前有功增容量要求，則從有功增裕度隊(duì)列中依次選擇風(fēng)電機(jī)組，直至已選擇的風(fēng)電機(jī)組的有功增裕度總和大于等于AP，則將AP作為有功增加量在已選擇的風(fēng)電機(jī)組間采用相似調(diào)整裕度原則進(jìn)行分配，轉(zhuǎn)至步驟(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的所述的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其特征在于，所述相似調(diào)整裕度原則是根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的有功裕量大小進(jìn)行有功分配，即剩余有功多的，提供多的有功，剩余有功少的，提供少的有功。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的所述的風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其特征在于，若要求風(fēng)電機(jī)組增加有功功率，則風(fēng)電機(jī)組分配的有功功率Pi可表示為:
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的是一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制方法，其步驟為(1)測(cè)量風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率實(shí)發(fā)值；(2)判斷目標(biāo)功率與實(shí)際功率偏差是否在功率偏差的死區(qū)閥值范圍內(nèi)；(3)計(jì)算各風(fēng)電機(jī)組的最大有功功率；(4)生成有功增裕度隊(duì)列和有功減裕度隊(duì)列；(5)計(jì)算所有運(yùn)行的可調(diào)風(fēng)電機(jī)組的有功增裕度總和、有功減裕度總和；(6)生成開(kāi)機(jī)隊(duì)列和停機(jī)隊(duì)列；(7)確定功率調(diào)整策略；(8)向風(fēng)電機(jī)組發(fā)出控制指令；(9)等待風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行指令動(dòng)作完成后，返回步驟(1)。本發(fā)明可自動(dòng)將調(diào)度的有功功率調(diào)節(jié)指令分配到單個(gè)風(fēng)電機(jī)組來(lái)執(zhí)行，大大減輕風(fēng)電場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量的損失，并提高對(duì)調(diào)度功率目標(biāo)的響應(yīng)速度、風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和功率調(diào)節(jié)的精度。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103199562SQ20131012016
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者劉雙, 張建周, 柏嵩, 張國(guó)浩 申請(qǐng)人:國(guó)電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司