[發明專利]風電場有功功率的動態分群控制方法

有效

• 申請號: 201210202621.9
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102856931A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 陳寧;錢敏慧;陳梅;汪寧渤;丁杰;吳福保;朱凌志;呂宏水
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種風電場有功功率的動態分群控制控制方法，屬于新能源發電技術中的風電場控制技術領域。

背景技術

近年，國內風力發電發展迅猛，截至2011年底，國內風電總裝機容量已經超過6200萬千瓦，風電發展呈現以下特點：（1）發展速度快，規模已居世界領先地位；（2）大規模集中接入高電壓水平電網；（3）綜合運行水平已接近世界先進水平。隨著風電占比的日益增加，風電的隨機性和波動性對電力系統有功調度的影響越來越大，風電場隨機功率的注入可能會影響電力系統的正常運行。因此，合理有效地對風電場有功功率進行控制已成為關乎風電接入后電力系統安全穩定運行的一項關鍵技術，是建設電網友好型風電場的必要技術手段，并逐漸成為風電控制的研究熱點之一。

目前，國內在風電場有功功率控制方面已經取得了一些成果，包括：根據機組最大功率按比例對風電場有功進行分配、利用風速-功率曲線對風電場有功進行分配等方法。上述方法都是將風電視為確定性電源，沒有考慮風電的隨機性和波動性以及大規模風電場內分布在不同區域的風電機組可能存在的運行狀態差異。在此基礎上，有學者提出根據風電機組的狀態對風電場有功進行控制，實現風電場功率的平滑輸出，這一方法為實現風電場有功的平穩輸出和調節提供了有益思路，但是其主要基于相鄰周期的風電機組運行狀態變化進行控制，缺乏對風電機組長期運行趨勢的判斷，會引起風電機組的頻繁調節，增加機組的功率波動。

隨著數值天氣預報逐漸在風電功率預測方面得到應用，風電功率預測的精度日益提高，這為利用風電功率預測信息實現風電機組動態分群及風電場有功功率優化控制提供基本技術條件。若能將風功率預測時間分辨率與電力系統調度周期有機結合，則能夠有效實現電力系統功率需求與風電場有功功率控制的交互，有效降低風電功率調節次數，減少風電機組的功率波動。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的目的在于提出一種能夠解決現有風電場有功功率調節頻繁和功率波動大的風電場有功功率的動態分群控制方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種風電場有功功率的動態分群控制方法，該方法包括如下步驟：

步驟一、根據各風電機組在控制周期內的有功功率預測值，將各風電機組進行分群為：功率不變機群Ω₁、功率下降機群Ω₂、功率上升機群Ω₃、功率先上升后下降機群Ω₄和功率先下降后上升機群Ω₅；

步驟二、對功率先上升后下降機群Ω₄和功率先下降后上升機群Ω₅進行分段預處理；

步驟三、根據系統調度指令和風電機組的運行狀態確定風電場有功功率調節量需求；

步驟四、根據步驟一中風電機組的分群情況對風電場有功功率調節量需求進行分配；

步驟五、設置控制延時，當控制延時達到預設值時，判斷各風電機組在控制周期內的有功功率預測值是否更新，若發現更新，則返回步驟一進行下一控制計算；否則，保持等待。

本發明的有益效果如下：

(1)本發明為風電場提供了一種風電場有功功率的動態分群控制方法，能夠根據超短期風電功率預測信息，分析風電機組在未來0~4小時的功率變化趨勢，并對其進行合理分群，增強風電場有功功率控制的合理性。

(2)本發明提出的風電場有功功率的動態分群控制方法，能夠根據不同類型風電機組的變化趨勢，合理分配有功功率，減少風電機組的調節次數，降低風電機組的功率波動。

(3)本發明提出的風電場有功功率的動態分群方法能夠實現風電場的智能控制，提高風電場的運營、管理水平。

附圖說明

圖1為本發明中風電場有功功率的動態分群控制方法的流程示意圖。

圖2為本發明中機群Ω₄的功率變化示意圖。

圖3為本發明中機群Ω₄經預處理后的功率示意圖。

圖4為本發明中機群Ω₅的功率變化示意圖。

圖5為實施例一中電網調度部門下發的有功功率指令。

圖6為實施例一中第1類機群（Ω₁）的功率曲線對比。

圖7為實施例一中第2類機群（Ω₂）的功率曲線對比。

圖8為實施例一中第3類機群（Ω₃）的功率曲線對比。

圖9為實施例一中第4類機群（Ω₄）的功率曲線對比。