[發明專利]計及有功功率變化最大值的風電場有功功率優化控制方法

無效

• 申請號: 201410120142.1
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103928924A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李勝輝;朱鈺;王剛;戈陽陽;謝賜戩;付堯;李明珠;趙清松;張佳斌
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍

技術領域

?本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種計及有功功率變化最大值的風電場有功功率優化控制方法，該方法能夠在有功功率增加或減少時滿足風電場有功功率變化最大值要求的控制方法，可使風電場在電網調度和風力驟然變化時，保持其有功功率變化最大值能夠滿足GB/T19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》的要求。

背景技術

近年來風力發電得到了快速的發展，風電已具有與傳統常規電源發電競爭的潛力，是目前最具有開發利用價值和技術最成熟的一種新能源和可再生能源。大規模風電并網后，由于風電場輸出功率的隨機性與波動性，風電場有功功率的波動性給電網安全運行帶來的巨大挑戰是不容忽視的。就發展趨勢來看,控制風電場可靠穩定運行，實現風電場有功功率控制,是大型風電場安全并網運行的發展需求。傳統的風電場有功功率控制方法往往只考慮了風電場有功功率輸出的經濟性和調度限功率運行的情況，對有功功率變化率對未進行有效的限制，以導致很多風電場的有功功率變化最大值均超過國家相關標準。

發明內容

為了解決風電場有功功率變化最大值超標的問題，本發明提供了一種計及有功功率變化最大值的風電場有功功率優化控制方法，這種方法不僅考慮風電場超短期風功率預測、單臺風電機組最低有功功率輸出等因素，而且把風電場一分鐘和十分鐘有功功率變化限值作為一個重要的控制因子加入到控制方法中去，以保證風電場在接受調度限功率指令和風驟然上升時，其一分鐘和十分鐘有功功率變化最大值滿足GB/T19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》的要求。

本發明是通過以下技術方案實現的：

計及有功功率變化最大值的風電場有功功率優化控制方法是：風電場有功功率優化控制系統根據每臺風力發電機組的實時功率、超短期預測功率、單臺機組的啟停機信息、單臺機組的故障信息、風電場有功功率變化最大值限值，并根據調度下達的制定把有功功率期望值，按照超短期風功率預測確定以單臺風力發電機組期望輸出，讓每臺可控機組根據期望輸出功率值進行發電，實現風力發電場的功率控制；與此同時，該控制系統滾動采用滾動時間窗計算方法計算風電場并網點一分鐘和十分鐘有功功率變化最大值，并根據測風塔風速數據和預測功率信息進行下一時刻的風電場一分鐘和十分鐘有功功率變化預算，一旦出現越限可能，該控制系統立即縮小有功功率限值的步長，使得有功功率變化變緩；該控制系統還實時獲取風機信息狀態，能夠智能根據機型的狀態，對功率控制進行修正，從而使得風電場有功功率控制滿足GB/T19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》和電網調度的要求。

???所述的滾動時間窗計算方法是：每0.2秒，有功功率控制系統采集一個有功功率數值，計算從0至60秒中最大值減去最小值，即為60秒時刻的一分鐘有功功率變化最大值；下一次計算從0.2秒至60.2秒，再計算一次60.2秒時刻的一分鐘有功功率變化最大值，以此類推。

???所述的機型的狀態包括停機或通信故障。

???所述的風電場有功功率優化控制系統在風電場接受調度限功率指令和風電場計劃停機時，該系統能夠根據風電場一分鐘和十分鐘有功功率變化限值對下降速率進行優化計算，優化計算時考慮了該風電場風電機組最小有功功率輸出，有效減少風電機組低于其最低有功輸出而停機的次數，并能夠在保證風電場一分鐘和十分鐘有功功率變化最大值滿足GB/T19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》的相關要求下，風電場的有功功率輸出達到允許值的最大化；在風驟然上升時，根據超短期風功率預測數據，結合風電場一分鐘和十分鐘有功功率變化最大值限值進行優化分析與計算，采用滾動時間窗計算方法進行計算，確保其分析數據的有效性和實時性，根據優化控制算法給出的有功功率控制指令對風電場有功功率進行控制，從而使得風電場在風況突然變化時，風電場一分鐘和十分鐘有功功率變化最大值能夠滿足GB/T19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》相關要求。

本發明的有益效果是：風電場通過采用本發明的有功功率優化控制方法，利用超短期風功率預測、有功功率變化最大值和實時有功功率三者密切結合的復雜計算，最終使得風電場的有功功率控制系統，能夠在保證風電場一分鐘和十分鐘有功功率變化最大值能夠滿足GB/T19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》中的相關要求的前提條件下，對風電場的實時有功功率按照電網調度要求進行實時控制，以減少由于有功功率波動給電網帶來的沖擊。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明風電場有功功率優化控制系統模型；