[發明專利]一種風電并網功率調度方法及裝置

有效

• 申請號: 201811236842.1
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109376426B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 褚金鵬;孫木蘭;李晨;劉邦繁;劉昕武;劉雨聰;張慧源
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q10/04;G06Q50/06;G06N20/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明提供了一種風電并網功率調度方法及裝置，基于風機發電功率預測模型，利用預測風速數據，計算風機最大發電功率預估值；根據風機最大發電功率預估值，并結合電網的電力需求，給出風機目標并網功率；根據風速數據，基于發電功率預測模型，得到預測輸出功率最接近風機目標并網功率時的最佳匹配電網功率及葉片槳距角最佳值和機艙與風向偏角最佳值；根據預測風向數據，以及葉片槳距角最佳值和機艙與風向偏角最佳值，調整葉片槳距角和機艙與風向偏角，實現風機發電功率與電網需求的匹配。本發明能夠解決風機發電量與電網需求間匹配度差而導致的電網質量差及影響風機運行安全的技術問題。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其是涉及一種基于風機功率預測的風電并網功率調度方法及裝置。

背景技術

風能作為一種全球總量達到1300億千瓦的清潔能源，其應用歷史可以追朔至公元前，受限于以前的技術水平，對其的有效利用在20世紀以前一直進展緩慢。1973年的石化能源危機對新能源的廣泛應用產生了較大的促進作用，風能作為新能源的一種也開啟了新的發展歷程。低碳環保和石化資源的匱乏兩重壓力促使清潔能源的應用發展日漸迅猛，在清潔能源中占比較大的風能發電也取得了長足的進步。新世紀以來，風機裝機量一直保持大幅增長，截至2017年底，我國風電并網總量已經達到2億千瓦，只占總風能裝機發電量的不到10％，對于風電的有效利用率還有待進一步提升。由于風機發電受到的影響因素眾多，風能本身受季節性、風能持續性影響而穩定性不足，同時風場一般地處偏遠地區，其產品的生產場景與應用場景距離較遠，使得風電的利用不能脫離國家電網的輸送。而電網電能需要做到供需平衡，風電的不穩定特性進一步提升了風電的并網難度。風電并網過程中，由于風機發電量受環境因素影響，風機發電量與電網需求間存在一定的錯配，如果兩者間不能較好地協調，一方面導致電網質量差，另一方面也會影響風機的運行安全。統計數據顯示2017年中國總的棄用風電為419億千瓦時，這部分電量的總經濟價值百億以上，如何最大化進行風電并網面臨的挑戰空前。因此，如何提升風電接入電網的效率，對風機發電功率進行提前調整以匹配電網的供電需求，提升風電的利用率，就成為解決風電大量丟失的核心問題。目前，已經廣泛應用的對風機發電功率進行的預測方法有很多，譬如：1995年J.Kennedy提出的粒子群(PSO)優化算法，以及神經網絡和支持向量機算法(SVM)等。

經檢索，在現有技術中，主要有以下技術方案與本發明申請相關：

現有技術1為許繼集團有限公司、許昌許繼風電科技有限公司于2018年05月30日申請，并于2018年09月28日公開，公開號為CN108599275A的中國發明申請《一種風電場風機功率分配控制方法及裝置》。該發明申請公開了一種風電場風機功率分配控制方法及裝置，該方法首先采集風電場中各可控風機當前控制周期的實際功率輸出值，并求和，得到可控風機的總實際輸出功率值；從并網點采集風電場當前控制周期的總實際輸出功率值，并與所述可控風機的總實際輸出功率值作差，得到不可測發電/用電設備的功率預測值；然后獲取當前控制周期的調度指令值，并與所述不可測發電/用電設備的功率預測值作差，得到差值；將得到的差值分配給每臺可控風機，得到每臺可控風機的功率指令值，并下發給對應的可控風機以對可控風機進行控制。

現有技術2為北京金風科創風電設備有限公司于2016年12月12日申請，并于2018年10月02日公開，公開號為CN108616140A的中國發明申請《用于風電場的控制方法、裝置和風力發電系統》。該發明申請公開了一種用于風電場的控制方法、裝置和風力發電系統。該方法包括：檢測風電場的并網點的電壓和電流，并計算并網點的無功功率；接收電網調度信號，并基于電網調度信號計算風電場的理想無功功率；計算理想無功功率和無功功率的無功功率差值；監測風力發電機組的當前風速信息和風力發電機組的運行信息，獲取風力發電機組的出力裕度；根據無功功率差值和出力裕度，為風力發電機組分配需提供或吸收的無功功率，并向風力發電機組發送用于指示風力發電機組產生所分配的無功功率的指令。