[發明專利]利用小時數偏差最小的風電場風電機組自動啟停控制方法

有效

• 申請號: 201410276523.9
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104037817A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 鄭太一;王彬;孫勇;吳文傳;蔡宏毅;郭慶來;范國英;張伯明;楊國新;孫宏斌;曹政;潘昭光
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網吉林省電力有限公司;清華大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種利用小時數偏差最小的風電場風電機組自動啟停控制方法，屬于含新能源接入的電力系統運行和控制技術領域。

背景技術

近年來，全國眾多大型風電基地的建成投產，改變了原有的電源結構，風電對電網的影響逐步增大，由只對局部電網的無功電壓影響，上升到對大電網調峰、調頻的影響。國家電網公司發布的《風電場接入電網技術規定》指出：“風電場應具備有功功率調節能力，能根據電網調度部門指令控制其有功功率輸出。為了實現對有功功率的控制，風電場應配置有功功率控制系統，接收并自動執行調度部門遠方發送的有功功率控制信號。”按照規定要求，風電場應積極建設有功功率自動控制系統，滿足電網公司要求，提高電網風電功率自動調節水平，確保電網穩定運行。

電力系統傳統意義上的自動有功控制(AGC)系統主要調節對象為火力發電機組和水力發電機組，在確保電網頻率穩定方面發揮了重要作用。借鑒電網調度原EMS系統中AGC模塊成功的運行經驗，風電有功自動控制系統應根據電網EMS和風電場實時數據采集系統的實時信息、系統發電計劃以及風電場功率預測系統信息，通過對風電場上網有功功率的控制調節，達到對大型風電場內幾十臺風電機組的有功功率控制。

在實際運行中，電網調度端AGC系統將每個大型風電場看成一臺機組，作為系統的控制對象。電網調度端AGC系統參考發電計劃和風功率預測結果進行指令計算，然后發送有功功率指令到風電場端AGC模塊。風電AGC模塊根據接收到的調度有功功率指令通過分配計算出每臺風機的有功輸出目標，最后將目標下發到每臺風機實現風機功率的調節。

考慮到風電場內的集電線路、變壓器等有功損耗，調度端的有功功率指令實際是指風電場送出線路的上網總有功，而不是風電場內所有風機的有功總加。現實中為簡化系統接線，風電場大多采用一回線路接入電力系統，此時調度端下發給風電場的有功功率指令其實只有一個數值。風電場AGC模塊雖然需要控制場內幾十臺風機的有功功率，但最終只要使風電場送出線路的上網總有功達到調度有功控制指令值即可。

為了實時追蹤調度主站下發的有功控制指令，風電場一般有兩種有功調度控制手段：(1)啟/停風電機組；(2)調節并網風電機組的有功功率。目前風電場有功調度中，風電機組的啟停主要以人工方式為主，有功功率自動控制系統主要采用的是第(2)種控制手段。實際上，本著“搶電量、提效率”的控制目標，在有功功率自動控制系統中，利用停風電機組手段可極大提高風電場對電網下達的降有功功率指令的響應速度，利用啟動風電機組手段可大大提高風電場的發電能力，減少可能存在的棄風。但是，頻繁的啟停機操作將降低風電機組及相關配件的使用壽命。因此，需要研究一種實用化的風電場自動啟/停控制方法。

發明內容

本發明的目的是為適應上述新要求，提出一種利用小時數偏差最小的風電場風電機組自動啟停控制方法，在啟機過程中，優先啟動利用小時數較低的風電機組，在停機過程中，優化切除利用小時數較高的風電機組，克服現有技術的不足之處，以適應目前風力發電的快速波動化、減少啟停機次數和公平調度的多重控制需求。

本發明提出的利用小時數偏差最小的風電場風電機組自動啟停控制方法，包括以下步驟：

(1)從風電機組監控系統采集當前并網運行的各風電機組的實時有功功率p^w、有功上限和有功下限從電網調度中心實時采集調節主站下發的風電場控制指令p^set，從升壓站監控系統實時采集風電場并網點有功功率實時值p^real；

(2)設定風電場有功控制死區p^dead，對電網調度主站接納風電的能力進行判斷：

(2.1)若p^set>p^real+p^dead，則判定電網調度主站具有繼續接納風電的空間，風電場可增加控制風電場有功功率，轉步驟(3)；

(2.2)若p^set<p^real-p^dead，則判定電網調度主站需要該風電場棄風，以保證電網安全，轉步驟(5)；

(2.3)若|p^set-p^real|<p^dead，則判定當前風電場有功功率滿足電網調度主站要求，保持風電場有功功率，轉步驟(7)；