[發(fā)明專利]一種基于風(fēng)電場能量管理系統(tǒng)的功率控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410711981.0
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN105634017B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高翔;胡凱凱;郭銳;張家友;白臣;夏相春;李克成;張海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/18
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

1.一種基于風(fēng)電場能量管理系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于，包括：有功功率控制和無功功率控制；

所述有功功率控制的過程為：(1)獲取功率控制目標(biāo)功率指令，計算風(fēng)電場總輸出功率與目標(biāo)功率指令的差值；(2)如目標(biāo)功率指令大于風(fēng)場額定功率，則為每臺風(fēng)機(jī)分配額定功率，完成分配；(3)如目標(biāo)功率指令大于當(dāng)前輸出功率，則不做功率分配，任由風(fēng)機(jī)自由發(fā)電；(4)若目標(biāo)功率指令小于輸出功率，則計算目標(biāo)功率指令與輸出功率的比例，得出一個控制比值；然后，將上述得到的控制比值乘以當(dāng)前各臺風(fēng)機(jī)的實時輸出功率，分配給風(fēng)機(jī)，完成功率控制；

所述無功功率控制的過程為：(1)根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電場的實時有功輸出功率以及風(fēng)機(jī)固有的功率因數(shù)，計算出其最大的感性無功功率和最大的容性無功功率；(2)計算無功指令與最大無功的比值x，并根據(jù)每臺風(fēng)機(jī)的實時有功功率計算實時無功能力；(3)將比值X乘以風(fēng)機(jī)實時無功能力值，作為指令分配給風(fēng)機(jī)；

根據(jù)風(fēng)機(jī)實時運行狀態(tài)，將風(fēng)機(jī)分為幾類：

I類風(fēng)機(jī)：特殊狀態(tài)風(fēng)機(jī)，超溫或人為非服務(wù)模式下限功；

II類風(fēng)機(jī)：輸出功率小于等于最低限定值；

III類風(fēng)機(jī)：輸出功率低于有功功率給定值；

IV類風(fēng)機(jī)：輸出功率近似等于有功功率給定值；

其中，最低限定值為風(fēng)機(jī)最小可以接受的有功功率限定值，設(shè)定值低于此值風(fēng)機(jī)會報錯停機(jī)；有功功率給定值為針對單臺風(fēng)機(jī)分配的功率指令值；風(fēng)場輸出功率允許的上下限值為：出現(xiàn)超發(fā)或者少發(fā)情況時，超發(fā)或少發(fā)量與指令功率的百分比值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)電場能量管理系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于，所述有功功率控制的詳細(xì)過程為：

步驟一：在獲取控制指令后，對控制指令進(jìn)行第一步處理，判斷是否要根據(jù)風(fēng)場特殊情況對指令實際值進(jìn)行整理；

步驟二：判定控制指令值，如大于風(fēng)場額定發(fā)電容量，為每臺風(fēng)機(jī)分配額定功率，完成分配；如當(dāng)前有功輸出小于控制指令，則不做控制；若輸出功率大于允許的下限，而且小于允許的上限，則不做調(diào)整；

步驟三：得到根據(jù)控制指令值和風(fēng)機(jī)發(fā)電臺數(shù)得出的單臺風(fēng)機(jī)平均功率給定值；

步驟四：若此時風(fēng)機(jī)全部為III類風(fēng)機(jī)，則不作調(diào)整；

步驟五：若為第一次分配，計算控制指令占當(dāng)前總輸出的比例，則II、III類風(fēng)機(jī)按此比例減少，完成分配；

步驟六：若控制指令為非第一次分配，則進(jìn)行控制指令的預(yù)分配，I類風(fēng)機(jī)：不進(jìn)行控制，使其自由發(fā)電；II類風(fēng)機(jī)：有功功率給定為最低限定值；III類風(fēng)機(jī)：有功功率給定為實際輸出功率；IV類風(fēng)機(jī)：有功功率給定保持不變；

步驟七：控制指令的二次分配，與對預(yù)分配剩余的指令，分兩種情況，若其大于零，則將其平均分配給II類、III類和IV類風(fēng)機(jī)；若小于零，繼續(xù)將超發(fā)的部分從II、III、IV類風(fēng)機(jī)的二次分配的指令中按比例減少，直到二次分配的指令與預(yù)分配剩余指令的量處于算法允許的閾值范圍內(nèi)，完成分配；

步驟九：將配置中的額外溢出修正指令平均分配給II、III、IV類風(fēng)機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于風(fēng)電場能量管理系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于，所述功率因數(shù)通過下式計算：

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于風(fēng)電場能量管理系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于，所述無功功率控制的詳細(xì)過程為：

步驟一、啟動，獲得遠(yuǎn)程無功指令Q；

步驟二、此時風(fēng)機(jī)默認(rèn)的最大功率因數(shù)為0.95，通過當(dāng)前風(fēng)場實時總有功功率P_tot可以獲得實時風(fēng)場的總無功功率上限值Q_tot；

步驟三、

步驟四、如X大于等于1，此時每臺風(fēng)機(jī)根據(jù)其實時有功功率計算出無功功率上限值作為分配值，暫時結(jié)束，等待下一次的啟動；如X小于1，對風(fēng)機(jī)輸出的無功功率進(jìn)行限制；

步驟五、如X小于1，將X乘以當(dāng)前每臺可控風(fēng)機(jī)的實時無功功率能力，得到的值即為每臺風(fēng)機(jī)分配到的無功指令值。