[發明專利]一種基于尾流模型的風電場優化調度方法

有效

• 申請號: 201410121068.5
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103942608A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 劉永前;顧波;韓爽;李莉;孟航;張晉華
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京麟保德和知識產權代理事務所(普通合伙) 11428
• 代理人: 韓建功

技術領域

本發明屬于風力發電控制技術領域，特別涉及一種基于尾流模型的風電場優化調度方法。

背景技術

風力發電已經成為具有商業競爭力的可再生能源發電方式。提高對有限風資源的利用率以及風電場運行效率，有效提高風電場電能產量成為了風電運營商面臨的重大問題。傳統的風電控制，主要是對單臺風電機組進行孤立的最優控制，目標為單臺風電機組在指定狀況下的最高效的功率輸出。而事實上，由于風電場有限的空間，多臺風電機組實際上并不是孤立運行的，風電機組之間存在著相互的作用，這種作用主要表現為上游風電機組會干擾下游風電機組所在的流場，這種現象稱為尾流效應。由于目前風力發電主要以風電場（風電機組集群）形式出現，而由于尾流效應的存在，導致上游風電機組的出力對下游風電機組出力產生較大的影響，而這種影響往往是負面的，即上游風電機組孤立的出力優化會使其下游風電機組出力降低，這使得基于單臺風電機組的功率最大化控制往往不能夠使全場功率達到最優。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提出一種基于尾流模型的風電場優化調度方法，其特征在于，該調度方法的具體步驟為：

1）基于尾流效應的風電場優化調度系統，獲取現場的風速信息和風電機組信息；

2）建立不同風向時的多臺風電機組尾流模型，并計算n臺風電機組的尾流風速；

3）判斷每臺風電機組的功率是否為最大，如果不是，建立基于遺傳算法的風電場最大輸出功率的優化算法，優化計算整個風電場輸出功率。

所述步驟1）中的風速信息包括來流風速v₀和風向，風電機組信息包括風輪半徑r₀、風輪掃風面積A、軸向誘導因子a。

所述步驟2）的具體步驟為：

21）設直線l₀為過原點且平行于風速的入流方向的直線，直線l_i為過第i臺風電機組T_i且與直線l₀垂直的直線，（x_i，y_i）表示第i臺風電機組T_i的坐標，β代表入流角，風速入流方向與x軸的夾角為α，β+α＝90°，由線性函數的知識可知，

l0:y=(tanα)·xli:y-yi=-1tanα(x-xi);]]>

通過上式求得直線l₀與直線l_i垂直相交的交點坐標Q_i（xi，yi），從坐標原點O到交點Q_i的距離用L_i表示，i=1，2···，n，n表示整個風電場中風電機組的臺數；然后對L_i進行由大到小的排序，得到每臺風電機組的迎風順序；

22）設直線l_j′為過上游第j臺風電機組T_j且平行于風速入流方向的直線，直線l_j′與直線l_i垂直相交，（x_j，y_j）表示第j臺風電機組T_j的坐標，由線性函數的知識可知，