[發明專利]風電場的出力控制系統以及出力控制方法

有效

• 申請號: 201310098971.X
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103161670A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 王金祥;王貞;葉月光
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 羅延紅;韓芳

技術領域

本申請涉及一種風電場的出力控制系統以及出力控制方法，尤其涉及一種采用智能分析對風電場中的風機執行出力控制，以達到風電場總體控制要求的出力控制系統以及出力控制方法。

背景技術

隨著裝機容量的不斷增加，風力發電在電網中的比例越來越大。因為風力發電機組出力隨機性、間歇性影響了電網對風電的接納能力，所以一般電網調度會根據風電場的裝機容量及功率預測情況，對風電場的出力給以上限控制。

風電場由多臺風力發電機組構成，而對風電場的出力控制實際上就是對每臺風機的控制。每臺風機的安全穩定運行，關系著整個風電場的穩定運行。所謂的風機群控，即通過對單臺風機的控制調整實現風電場總體規劃目標。為此，不僅需要考慮單臺風機自身狀況，還要考慮風電場全部風機之間的相互協作。

傳統的風機群控策略在控制過程中一般只考慮了單臺風機的控制，而沒有考慮風機之間的協作因素，因此不能保障風力發電風機運行的合理性，容易產生風機故障隱患。當前，風電場的風機數量越來越多，而競爭又要求不斷降低風機維護的成本。合理利用風機，保障風機穩定運行，通過合理的風機保護機制降低風機的維護成本，已經成為未來風電場維護的發展趨勢。

在一種現有的風電場群控方案中，電網調度下發總體出力上限給風電場，當運行出力上限小于風電場理論總體出力時，手動對風機的功率上限進行控制或者對部分風機進行手動停機，以滿足風電場整體出力要求。手動調節風電場總體出力效率低，調節時間長，調節功率計算也比較麻煩，功率分配依據人的主觀作用。

在另一種現有的風電場群控方案中，根據調度下發的風電場出力上限，進行功率自動分配調整。按照需要限功率比例，自動隨機分配單臺風機所限功率比例，或者當限功率比較大時，隨機對風機進行停機，以滿足對風電場的總體出力控制。這種采用隨機的方式對單臺風機限功率或者停機，沒有針對風機本身的運行狀態進行功率分配，可能使有故障隱患的風機持續運行在不合理的狀況，或者使一臺健康風機長時間連續工作而對風機的硬件照成損傷，從而降低了風機的可利用率，提高風機維護成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種風電場的出力控制系統以及出力控制方法，采用智能分析對風電場中的風機執行出力控制，以達到風電場的總體控制要求。

本發明的另一目的在于提供一種風電場的出力控制系統以及出力控制方法，采用智能分析對風電場中的風機的運行狀態進行評估，并且考慮各風機的運行狀態對風電場的出力進行控制，從而使風機健康地運行，提高風電場整體運行的可靠性。

根據本發明的一方面，提供一種風電場的出力控制系統，包括：風電場運行參數采集模塊，用于從各風機持續采集其運行參數，所述運行參數包括各主要部件的溫度參數和振動參數以及風機的當前運行功率、風速和環境溫度；風機運行狀態評估模塊，用于根據風電場運行參數采集模塊在一段時間內采集的各風機的運行參數確定各風機的運行狀態，所述運行狀態是可運行狀態和需停機狀態之一；風機控制命令輸出模塊，用于將停機命令分別發送給風機運行狀態評估模塊確定的處于需停機狀態的風機。其中，風機運行狀態評估模塊在確定任一風機的運行狀態時，如果在預定時間內，所述風機各變槳系統的溫度差超出預定的溫差范圍，或者所述風機各主要部件的振動超過預定的振動限值，則風機運行狀態評估模塊確定所述風機處于需停機狀態。

優選地，所述可運行狀態包括正常運行狀態和降功率可運行狀態，并且風機運行狀態評估模塊在確定任一風機的運行狀態時，如果在預定時間內，所述風機各主要部件的溫度在正常范圍內并且其振動不超過預定的振動限值，則風機運行狀態評估模塊確定所述風機處于正常運行狀態，如果在預定時間內，所述風機各主要部件的溫度的溫升超過預定的溫升限值，其各變槳系統的溫度差在預定的溫差范圍內，并且所述風機各主要部件的振動不超過預定的振動限值，則風機運行狀態評估模塊確定所述風機處于降功率可運行狀態。

優選地，所述的出力控制系統還包括：限功率決策模塊，用于根據風電場運行參數采集模塊采集的各風機的運行參數以及風機運行狀態評估模塊確定的各風機的運行狀態確定當前處于正常運行狀態的風機以及處于降功率可運行狀態的風機當中需執行出力控制的風機。