[發明專利]一種分散式風電場風機優化布置系統及方法

有效

• 申請號: 201510586502.1
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN105119320B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 張化光;楊珺;孫秋野;汪剛;張瑞;孫守道;劉鑫蕊;楊東升
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

1.一種分散式風電場風機優化布置系統，包括：

數據采集模塊：用于獲得擬建分散式風電場區域內測風塔的任意兩個不同高度處的風速數據和風向數據，并將獲得的數據均傳送給DSP控制器；

地形圖數據獲取模塊：用于根據SRTM數據或GDEM數據得到擬建分散式風電場區域的等高線地圖和高程數據，并將該等高線地圖和高程數據傳送給DSP控制器；

DSP控制器：(1)從D5000系統接收擬建分散式風電場接入配電網的電氣量信息數據并進行存儲，同時將所述電氣量信息數據送入潮流計算模塊；所述電氣量信息，包括配電網系統的網絡結構、常規機組的旋轉備用水平、負荷特性、無功補償狀況；(2)將從最大接入容量分析模塊接收的多次擬建分散式風電場的最大接入容量進行加權修正后得到整個擬建分散式風電場接入配電網的容量；(3)根據整個擬建分散式風電場接入配電網的容量及預選風機的型號，確定擬建分散式風電場中風機布置的數量，并將該數量傳送至風機優化布置計算模塊；(4)根據擬建分散式風電場區域的等高線地圖和高程數據，建立擬建分散式風電場區域的地形圖；(5)根據風速數據、風向數據和預選風機的參數，計算測風塔的風切變系數和風輪廓函數，進而計算出尾流損失，得到實際風速，最后算出威布爾分布函數，并發送至風機優化布置計算模塊；(6)將風機優化布置計算模塊給出的風機布置優化方案中各個風機的坐標設置在擬建分散式風電場區域的地形圖的各相應位置上；(7)將布置了風機的擬建分散式風電場區域的地形圖傳至圖形顯示模塊進行顯示；

潮流計算模塊：將擬建分散式風電場的節點視作PQ(V)節點，利用依次增加PQ(V)節點容量值的方法，分別進行擬建分散式風電場接入配電網后的多次潮流計算，并將每次的計算結果發送給最大接入容量分析模塊，直至接到停止潮流計算命令；

最大接入容量分析模塊：對于每次的潮流計算，當并網點電壓位于95～107％U_N范圍之外或者并網點頻率位于49.8～50.2Hz范圍之外時，則發送停止潮流計算命令至潮流計算模塊，并利用本次潮流計算結果，計算出本次擬建分散式風電場允許接入的容量，即當次擬建分散式風電場的最大接入容量，并將該容量傳送至DSP控制器；所述U_N表示節點的額定電壓；

風機優化布置計算模塊：用于根據風機優化布置的約束條件和目標函數，結合威布爾分布函數，利用禁忌入侵雜草算法優化布置風機位置，得到風機布置優化方案；

圖形顯示模塊：用于對布置了風機的擬建分散式風電場區域的地形圖進行顯示。

2.采用權利要求1所述的分散式風電場風機優化布置系統的分散式風電場風機優化布置方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：確定擬建分散式風電場區域，根據當地的風能資源情況、配電網的網絡結構和負荷特性，確定擬建分散式風電場接入配電網的位置、容量及風機數量；

步驟2：在擬建分散式風電場區域至少立一臺測風塔，計算測風塔的風切變系數和風輪廓函數，進而計算出尾流損失，得到實際風速，最后算出威布爾分布函數；

步驟3：建立風機優化布置的約束條件和目標函數；

步驟4：根據風機優化布置的約束條件和目標函數，結合威布爾分布函數，利用禁忌入侵雜草算法優化布置風機位置，得到風機布置優化方案；

步驟5：根據擬建分散式風場區域的現場勘測情況，結合工程經驗對機位進行微調，并將最終的布置了風機的擬建分散式風電場區域的地形圖進行顯示。