[發明專利]一種提高風力發電機組疲勞均勻性的有功功率分配方法

有效

• 申請號: 201310628405.5
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103595076A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 蘇永新;段斌;譚貌
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/40
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 顏昌偉

1.一種提高風力發電機組疲勞均勻性的有功功率分配方法，包括以下步驟：

A.根據風電場0-4小時預測風速計算各風電機組的可用功率；

B.根據風電場各機組額定功率、歷史有功功率數據、維護歷史數據，計算各機組疲勞系數；

C.根據調度下達的風電場有功出力任務、各機組額定功率、風電機組可用功率和風電機組當前疲勞系數，確定并網運行的機組；

D.根據各機組疲勞系數，按疲勞系數反比例，將風電場有功出力任務分配到并網運行的各機組；如果有功功率分配結果不在某些風電機組出力能力內，則將超出這些機組出力能力的部分，再次按疲勞系數反比例，分配給具有有功功率調節裕量的并網運行機組，該過程反復進行，直到分配結果均在機組出力能力內。

2.根據權利要求1所述的提高風力發電機組疲勞均勻性的有功功率分配方法，所述步驟A中，根據風電場0-4小時預測風速計算出風電機組在下一個功率控制周期對應的可用功率，其計算公式為：

Pavilj=min[Pratej,0.5ρπRj2vj3CPj]]]>

其中，表示編號為j的機組下一個功率控制周期的可用功率，v_j表示編號為j的機組下一個功率控制周期的預測風速（均值），R_j表示編號為j的機組的葉輪半徑表示編號為j的機組的額定功率，表示編號為j的機組的風能利用系數，ρ表示風電場空氣密度，min是運算符，表示取最小值。

3.根據權利要求1所述的提高風力發電機組疲勞均勻性的有功功率分配方法，所述步驟B中，按下式計算機組疲勞系數，

Fj(t)=∫0tpj(τ)dτPratejTserj(1+Crepj)]]>

其中，F^j(t)表示編號為j的機組在t時刻的疲勞系數，表示編號為j的機組壽命，p^j(τ)表示編號為j的機組在τ時刻的功率，表示編號為j的機組維護補償系數。

4.根據權利要求1所述的提高風力發電機組疲勞均勻性的有功功率分配方法，所述步驟C中，按如下步驟確定并網運行的機組：

1）將風電場具有發電能力的機組按當前疲勞系數由大到小排隊，并將這些機組的編號寫入并網運行機組集合

2）如果則集合中所有機組并網運行，否則，執行步驟3）；

3）如果則按疲勞系數由大到小順序停機，并將停機機組的序號從集合中刪去，直到為止，則集合中所剩機器編號對應并網運行機組。

5.根據權利要求1所述的提高風力發電機組疲勞均勻性的有功功率分配方法，所述步驟D的具體步驟如下：

1）初始化，集合中所有機組有功功率計劃值初始化為0，即：令編號為j的機組有功功率計劃值j遍歷集合各元素；令風電場待分配有功功率等于調度下達的風電場有功出力任務將集合賦值給有功功率分配對象集合χ；

2）將待分配功率按機組當前疲勞系數反比例分配到集合χ中的機組，分配公式為

Pdor=1Fr(tp)Σj∈χ1Fj(tp)Ptodofarm]]>

Pplanr=Pplanr+Pdor;]]>

其中，表示分配給編號為r的機組有功功率，t_p表示當前時刻；

3）判斷有功功率分配結果是否在機組有功出力能力范圍內，對超出機組出力能力的部分進行進一步分配，其流程為：

I、對集合χ中所有機組，計算單臺機組上限溢出有功功率，即：如果則編號為r的機組的上限溢出功率并且，對集合χ中所有機組，若則將r從χ中刪除，同時令

II、對集合χ中所有機組，計算單臺機組下限溢出有功功率，即：如果則編號為r的機組的下限溢出有功功率并且，對集合χ中所有機組，若則將r從χ中刪除，同時令

III、計算風電場上限溢出有功功率總量計算風電場下限溢出有功功率總量Ptodecfarm=Σr∈χPtodecr;]]>

IV、如果則按機組當前疲勞系數反比例分配即：令轉到2）；如果則按機組當前疲勞系數反比例分配即：令轉到2）；如果Ptoincfarm=0]]>且Ptodecfarm=0,]]>轉到4）；

4）對集合中所有機組，設定其有功功率參考值為當前有功功率計劃值，即：令編號為j的機組有功功率參考值j遍歷集合各元素，下一個功率控制周期集合中各機組按功率運行。