[發(fā)明專利]基于風電場區(qū)域?qū)崟r風速分析調(diào)控風電場有功的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201511019916.2
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105425591A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 郝東亞
• 申請（專利權）人: 北京國能日新系統(tǒng)控制技術有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

1.一種基于風電場區(qū)域?qū)崟r風速分析調(diào)控風電場有功的方法，用于具有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、風電場建模系統(tǒng)、風電場數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、風機有功預測系統(tǒng)、風電場有功分配系統(tǒng)和控制效果回饋系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，其特征在于：所述方法包括，

步驟一、基于區(qū)域地理模型、風機模型、風機尾流模型、以及區(qū)域同風帶模型對風電場進行整體建模，其中，

所述區(qū)域地理模型包括海拔、對該區(qū)域風速能造成影響的實體建筑、每臺風機的高度和在該區(qū)域內(nèi)的分布位置，

所述風機模型可以推算出該臺風機某一風速下的理論發(fā)電上限，和該風速下風機造成的尾流影響大小和范圍，

所述風機尾流模型包括風力通過風機扇葉后形成的風機尾流大小、范圍、方向和對該尾流區(qū)域內(nèi)其他風機所受風力、風向的影響程度，

所述區(qū)域同風帶模型是指區(qū)域內(nèi)在同一風向上如果風速發(fā)生改變，則一段時間后在該風向下游的風機所受到的風速必然會受到不同程度上的影響，系統(tǒng)根據(jù)這一原理建立起同風帶模型；

步驟二、采用模糊控制理論、神經(jīng)網(wǎng)絡算法以及自適應調(diào)整算法對風機下一刻的實時風速進行不間斷的預測，其過程包括

1)數(shù)據(jù)采集：采集風電場電場側環(huán)境變化值，包括每臺風機的高度、風速、風向、坐標值、有功值，

2)數(shù)據(jù)發(fā)送：將電場采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)接口發(fā)送給數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)，

3)數(shù)據(jù)預處理：將實時采集到的來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)分類并發(fā)送到相應的數(shù)據(jù)庫，其中

4)數(shù)據(jù)預測：通過智能算法來預測風電場下一時刻的實時風速，

所述智能算法采用模糊控制理論與神經(jīng)網(wǎng)絡算法相結合方法，通過模糊控制理論對電場不同風速階段進行模糊劃分層次處理，同時通過神經(jīng)網(wǎng)絡算法的學習功能能夠快速的將預測系統(tǒng)訓練成符合該電場實際風力分布特性的系統(tǒng)；

步驟三、根據(jù)電場有功目標值、風機有功預測系統(tǒng)預測得出的風機在當前風速下的理論有功預測值和各個風機的調(diào)控參數(shù)向各風機發(fā)送有功命令值；

步驟四、將風機有功的預測值與風電場風機有功實際值相比較，根據(jù)變化值自動修正電站模型參數(shù)和系統(tǒng)預測算法參數(shù)，使整個電場的有功值維持在一定的范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于風電場區(qū)域?qū)崟r風速分析調(diào)控風電場有功的方法，其特征在于：在步驟四中，將風機有功的預測值與風電場樣板風機有功實際值相比較，如果樣板風機的實際值在預測值附近，則說明該預測算法適用于該電場的實際情況，如果樣板風機的實際值偏離預測值較遠，則自動修正電站模型參數(shù)和系統(tǒng)預測算法參數(shù)，使電站有功的預測值更加準確。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于風電場區(qū)域?qū)崟r風速分析調(diào)控風電場有功的方法，其特征在于：所述風電場有功分配系統(tǒng)向風機發(fā)送命令，使其命令值低于預測值；同時向樣板風機發(fā)送命令，使其命令值高于所述預測值，并查看各個風機的命令執(zhí)行效果，之后將命令執(zhí)行效果反饋回所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。

4.一種風電場區(qū)域?qū)崟r風速分析調(diào)控風電場有功的裝置，用于具有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、風電場建模系統(tǒng)、風電場數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、風機有功預測系統(tǒng)、風電場有功分配系統(tǒng)和控制效果回饋系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，其特征在于：

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；

所述風電場建模系統(tǒng)包括區(qū)域地理模型、風機模型、風機尾流模型、以及區(qū)域同風帶模型；

所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)預處理模塊、數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)預處理模塊，所述數(shù)據(jù)庫包括電場設備參數(shù)數(shù)據(jù)庫、模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫、電場實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，其中

電場設備參數(shù)數(shù)據(jù)庫存儲該電場各種設備的調(diào)控參數(shù)、安全運行范圍數(shù)據(jù)，模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫用來存儲該電場建模所用各項參數(shù)數(shù)據(jù)，電場實時數(shù)據(jù)庫接收電場各機組實時運行狀態(tài)值、數(shù)據(jù)值，歷史數(shù)據(jù)庫存儲歷史數(shù)據(jù)預處理模塊接收的來自不同數(shù)據(jù)源的歷史數(shù)據(jù)；

所述風機有功預測系統(tǒng)根據(jù)風電場建模系統(tǒng)建立的風電場模型結合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的風電場實時數(shù)據(jù)通過智能算法來預測風電場各風機短時間內(nèi)的實時風速；

所述風電場有功分配系統(tǒng)根據(jù)電場有功目標值、風機有功預測系統(tǒng)預測得出的風機在當前風速下的理論有功預測值和各個風機的調(diào)控參數(shù)向各風機發(fā)送命令；

所述風電場控制效果回饋系統(tǒng)對所述的預測值和樣板風機的實際值進行比較，根據(jù)比較結果自動修正電站模型參數(shù)和系統(tǒng)預測算法參數(shù)，將修正結果回饋給風電場數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。