[發(fā)明專(zhuān)利]一種風(fēng)電機(jī)組有功功率精細(xì)化調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811251845.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109412210B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉楠;李珂;唐娟;劉瑾;張波;唐磊;夏藝;李素紅;李建立;魏立
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/48
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/48;H02J3/38
• 代理公司: 重慶棱鏡智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50222
• 代理人: 李興寰

本發(fā)明屬于風(fēng)電調(diào)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)電機(jī)組有功功率精細(xì)化調(diào)節(jié)方法。本專(zhuān)利的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)將有功功率分配分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個(gè)環(huán)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)有功功率的精細(xì)化調(diào)節(jié)，在提高風(fēng)電場(chǎng)有功功率調(diào)節(jié)快速響應(yīng)和控制精準(zhǔn)的同時(shí)，考慮風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制余差的影響，從而能使有功功率調(diào)度形成一個(gè)閉環(huán)，如此有效的降低了風(fēng)電機(jī)組有功功率的調(diào)節(jié)頻次和調(diào)節(jié)幅度，可快速、準(zhǔn)確的調(diào)控風(fēng)電場(chǎng)有功功率，提高風(fēng)電機(jī)組的使用壽命，保證風(fēng)電機(jī)組的健康運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化調(diào)度，從而進(jìn)一步提高風(fēng)電場(chǎng)接入后的電能質(zhì)量，有效保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)電調(diào)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)電機(jī)組有功功率精細(xì)化調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

作為主要的清潔能源利用形式之一，近年來(lái)風(fēng)力發(fā)電得到了快速的發(fā)展，隨著風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量的逐步增大，其所占電網(wǎng)比重也逐步擴(kuò)大。隨著電網(wǎng)發(fā)電中風(fēng)力發(fā)電所占比例逐漸增加，風(fēng)電場(chǎng)有功功率的波動(dòng)性給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)是不容忽視的。就發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，為了保證風(fēng)電場(chǎng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行，并將風(fēng)電場(chǎng)納入電網(wǎng)調(diào)度體系，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制，是大型風(fēng)電場(chǎng)安全并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)展需求。

隨著風(fēng)電場(chǎng)有功控制技術(shù)的提高，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)容量及電網(wǎng)阻尼特性將得到很大的改善，風(fēng)電場(chǎng)主動(dòng)參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的能力將增強(qiáng)，風(fēng)電場(chǎng)的可調(diào)度性與可控性也將得到提高，這也必將促使風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行方式逐步常規(guī)電廠化，進(jìn)而改善含有大型風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)的電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式、發(fā)電計(jì)劃及安全穩(wěn)定性。

但是對(duì)于有功功率調(diào)度指令的響應(yīng)能力，風(fēng)電場(chǎng)各風(fēng)電機(jī)組由于自身運(yùn)行狀態(tài)的不同，其發(fā)電能力和功率目標(biāo)指令完成能力各有不同。具體而言就是風(fēng)電機(jī)組有功功率控制存在明顯的控制余差，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)的功率控制偏差較大，特別在風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差較大時(shí)候。同時(shí)，如何降低風(fēng)電機(jī)組有功功率調(diào)節(jié)頻次、幅度，提高風(fēng)電機(jī)組的使用壽命也是風(fēng)電場(chǎng)調(diào)度研究的發(fā)展方向。

因此，為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)對(duì)調(diào)度指令的快速而準(zhǔn)確的響應(yīng)，提高風(fēng)電機(jī)組的使用壽命，進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)有功功率精細(xì)化調(diào)度方法的研究非常必要，具有重要意義。

專(zhuān)利號(hào)CN102518560 B，“一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率調(diào)節(jié)方法”專(zhuān)利，主要是通過(guò)控制風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)的槳距角來(lái)限制每臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功功率，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的限負(fù)荷；有功功率調(diào)節(jié)分為初次粗調(diào)和二次微調(diào)兩個(gè)層次，使功率調(diào)節(jié)行程一個(gè)閉環(huán)，有效減少輸入與輸出的誤差比例。局限性在于，利用機(jī)組的轉(zhuǎn)速目標(biāo)值及轉(zhuǎn)速與槳距角的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算得到的槳距角對(duì)機(jī)組的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，前提必須是風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)向必須垂直射入時(shí)，即風(fēng)向較為準(zhǔn)確，功率調(diào)節(jié)精準(zhǔn)性才高，但對(duì)于3D風(fēng)場(chǎng)風(fēng)向偏差較大，湍流強(qiáng)度較大，該方法則調(diào)度誤差較大，因此該方法較適用于平原風(fēng)場(chǎng)。

專(zhuān)利號(hào)CN108336768 A，“一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率優(yōu)化控制方法”專(zhuān)利，其解決風(fēng)電場(chǎng)有功功率優(yōu)化控制的問(wèn)題，主要根據(jù)風(fēng)電機(jī)組預(yù)測(cè)值判斷該風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電能力，并按一定的順序排列，形成具有優(yōu)先順序的群控機(jī)組差額排列。其次，在差額序列中設(shè)置調(diào)節(jié)死區(qū)，從而避免風(fēng)電機(jī)組的頻繁微調(diào)，降低了風(fēng)機(jī)損耗。局限性在于機(jī)組發(fā)電能力預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，反而會(huì)影響有功功率調(diào)度。同時(shí)，文中所述基于一定的順序排列，因?yàn)榕帕许樞虻臅r(shí)刻變化反而會(huì)讓機(jī)組頻繁調(diào)節(jié)，影響機(jī)組的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)電機(jī)組有功功率精細(xì)化調(diào)節(jié)方法，能夠快速、準(zhǔn)確以及有效地對(duì)風(fēng)電場(chǎng)有功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在提高風(fēng)電場(chǎng)有功功率調(diào)度快速響應(yīng)和精準(zhǔn)調(diào)度的同時(shí)，保證風(fēng)電機(jī)組的健康運(yùn)行，進(jìn)一步提高風(fēng)電場(chǎng)接入后電網(wǎng)的電能質(zhì)量，有效保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本專(zhuān)利解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種風(fēng)電機(jī)組有功功率精細(xì)化調(diào)節(jié)方法，具體包括以下步驟：

(1)接收電網(wǎng)調(diào)度指令給出的風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)有功功率目標(biāo)值；

(2)測(cè)量并網(wǎng)點(diǎn)全場(chǎng)實(shí)際有功功率；