[發(fā)明專利]一種風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010441721.1
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111628524A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 陳娜娜;鄧清闖;盧曉光;霍富強;馬樹立;周珍珍;辛飛;黃河濤;程占偉;楊相銀
• 申請（專利權）人: 許昌許繼風電科技有限公司;許繼集團有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;F03D7/04;F03D7/02
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 朱曉娟

1.一種風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：風電場數(shù)據(jù)采集模塊、并網數(shù)據(jù)采集模塊、調度數(shù)據(jù)交換模塊、功率控制模塊和電能分配模塊；

所述風電場數(shù)據(jù)采集模塊獲取風電場功率數(shù)據(jù)并傳輸至所述電能分配模塊；

所述并網數(shù)據(jù)采集模塊獲取并網側數(shù)據(jù)并傳輸至所述功率控制模塊，所述并網側數(shù)據(jù)包括：并網側有功功率和并網側電網頻率；

所述調度數(shù)據(jù)交換模塊接收功率調度指令并傳輸至所述功率控制模塊，并上傳所述若干個風機的功率數(shù)據(jù)；

所述功率控制模塊依據(jù)所述功率調度指令和所述并網側數(shù)據(jù)，得到風電場需要輸出的有功功率；

所述電能分配模塊通過功率分配模型對所述風電場需要輸出的有功功率進行分配，得到每個所述風機的有功功率需求，并對應傳輸至所述風機。

2.根據(jù)權利要求1所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述風電場功率數(shù)據(jù)包括：功率可調風機臺數(shù)、功率可調風機可用功率、功率不可調風機臺數(shù)和功率不可調風機輸出功率。

3.根據(jù)權利要求2所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電能分配模塊分配給第j臺功率可調風機的功率需求P_ref(j)為：

其中，P_avail(j)為第j臺所述功率可調風機有功功率可調范圍，P_TotalAvail為所述功率可調風機的有功功率總額，P_refout為所述功率調度指令的有功功率，P_TotalConst為所述功率不可調風機的有功功率總額，M為功率不可調風機臺數(shù)，N為功率可調風機臺數(shù)。

4.根據(jù)權利要求1所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述風電場數(shù)據(jù)采集模塊對所述若干個風機的功率數(shù)據(jù)進行濾波處理，并濾波后的所述功率數(shù)據(jù)傳遞至所述電能分配模塊。

5.根據(jù)權利要求4所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述濾波后的所述功率數(shù)據(jù)y(n)為：

y(n)＝K_fy(n-1)+(1-K_f)x(n)，

其中，K_f為濾波系數(shù)，x(n)為第n次濾波輸入值，y(n-1)為第n-1次濾波輸出值。

6.根據(jù)權利要求1所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述功率控制模塊通過所述功率調度指令和所述并網側數(shù)據(jù)得到有功功率偏差ΔP_ref1為：

ΔP_ref1＝(P_ref-P_pcc)+K_fp(f_ref-f_pcc)，

其中，P_ref為調度指令參考有功功率，P_pcc為并網側有功功率，K_fp為系統(tǒng)調頻系數(shù)，f_ref為調度指令參考頻率，f_pcc為并網側電網頻率。

7.根據(jù)權利要求6所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述功率控制模塊可對所述有功功率差值進行遲滯控制，即

其中，ΔP_ref為有功功率的變化值，ΔP_threshold為有功功率的變化閾值。

8.根據(jù)權利要求1所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述風電場數(shù)據(jù)采集模塊通過modbus規(guī)約與所述風機進行數(shù)據(jù)交換。

9.根據(jù)權利要求1所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述調度數(shù)據(jù)交換模塊通過TCP104協(xié)議接收所述功率調度指令和發(fā)送所述若干個風機的功率數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權利要求6所述的風電場自動發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述功率控制模塊還對其輸出的所述有功功率差值進行斜坡限幅處理，所述斜坡限幅處理為在每一采樣周期內對所述有功功率差值的變化進行幅度限制，所述每一采樣周期中所述風電場需要調節(jié)的所述功率幅度值ΔP_refout1為：

其中，ΔP_{max_refout}為所述有功功率差值最大限制閾值，ΔP_{min_refout}為所述有功功率差值最小限制閾值，ΔP_refout為未對所述風電場有功功率差值進行斜坡限幅前的功率調節(jié)幅度值，ΔP_refout＝P_refout-P_current，P_current為所述風電場當前功率；

和/或

所述功率控制還對所述風電場需要輸出的有功功率進行給定限幅處理，給定限幅處理后的所述風電場有功功率的輸出值P_refout2為：

其中，P_refout1＝P_current+ΔP_refout1，P_current為所述風場當前功率，P_{min_refout}為當前采樣周期所述風電場最終需要輸出的有功功率的最小限制值，P_{max_refout}為當前采樣周期風機最終需要輸出的有功功率的最大限制值，P_refout1為未對功率輸出做幅值限制前風電場輸出的有功功率。