[發(fā)明專利]可同時調(diào)節(jié)有功和無功的風(fēng)電場功率控制方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010517279.6
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111711229B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳瓊;周清華;侯佳才;管軒玉;丁伯松;路通暢;郭夢旭;劉雙;董雪;許波
• 申請（專利權(quán)）人: 華能安徽懷寧風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 俞翠華

1.一種可同時調(diào)節(jié)有功和無功的風(fēng)電場功率控制方法，其特征在于，包括：

獲取當(dāng)前時刻風(fēng)電場實際輸出的有功功率和無功功率；

確定風(fēng)機和無功補償設(shè)備的可調(diào)約束范圍；

根據(jù)當(dāng)前時刻風(fēng)電場實際輸出的有功功率和無功功率，以及所述可調(diào)約束范圍，確定調(diào)度下發(fā)的控制指令是否可執(zhí)行，所述控制指令中包括有功功率調(diào)節(jié)目標(biāo)值和無功功率調(diào)節(jié)目標(biāo)值；

基于所述有功功率調(diào)節(jié)目標(biāo)值和無功功率調(diào)節(jié)目標(biāo)值合成控制目標(biāo)；

基于所述控制目標(biāo)設(shè)定對應(yīng)的控制效率矩陣；

基于所述控制目標(biāo)和控制效率矩陣，獲得目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；

求解所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，得到滿足約束條件的最優(yōu)解作為各風(fēng)機和無功補償設(shè)備的輸出控制指令，實現(xiàn)可同時調(diào)節(jié)有功和無功的風(fēng)電場功率控制；

根據(jù)各風(fēng)機和無功補償設(shè)備當(dāng)前的速率約束區(qū)間(SP_low，SP_up)和有功功率、無功功率輸出的上下限區(qū)間(u_low，u_up)，得到各風(fēng)機和無功補償設(shè)備控制指令u的約束范圍這些約束條件向量中前n項表示風(fēng)機有功調(diào)節(jié)約束條件，后m項表示無功調(diào)節(jié)約束條件；

U＝(U₁?…?U_nU_n+1?…?U_n+m)^T

U_i＝max(u_i,low,SP_i，low)

u_low＝(u_1,low?…?u_n,low?u_n+1,low?…?u_n+m,low)^T

u_up＝(u_1,up?…?u_n,up?u_n+1,up?…?u_n+m,up)^T

SP_low＝(SP_1,low?…?SP_n,low?SP_n+1,low?…?SP_n+m,low)^T

SP_up＝(SP_1,up?…?SP_n,up?SP_n+1,up?…?SP_n+m,up)^T

式中，(SP_low，SP_up)為各風(fēng)機和無功補償設(shè)備當(dāng)前的速率約束區(qū)間，(u_low，u_up)為有功功率、無功功率輸出的上下限區(qū)間；U中前n項U₁至U_n表示n臺風(fēng)機有功功率調(diào)節(jié)約束范圍下限，后m項U_n+1至U_n+m表示m臺參與無功補償?shù)娘L(fēng)機、無功補償設(shè)備的無功約束范圍下限，U_k為向量U中第k項約束范圍下限，k∈[1,n+m]，由對應(yīng)的第k項有功功率、無功功率輸出的下限u_k,low和第k項速率約束下限SP_k,low中最大值確定；中前n項至表示n臺風(fēng)機有功功率調(diào)節(jié)約束范圍上限，后m項至表示m臺參與無功補償?shù)娘L(fēng)機、無功補償設(shè)備的約束范圍上限，為向量中第k項約束范圍上限，由對應(yīng)的第k項有功功率、無功功率輸出的上限u_k,up和第k項速率約束SP_k，up中最小值確定；向量u_up、u_low前n項u_1,up至u_n,up、u_1,low至u_n,low表示n臺風(fēng)機有功功率輸出的上限和下限，后m項u_n+1,low至u_n+m,low表示m臺參與無功補償?shù)娘L(fēng)機、無功補償設(shè)備的無功功率輸出的上限和下限；向量SP_low、SP_up前n項SP_1,low、SP_1,up至SP_n,low、SP_n,up表示n臺風(fēng)機有功調(diào)節(jié)速率約束的下限和上限，后m項SP_n+1,low、SP_n+1,up至SP_n+m,low、SP_n+m,up表示m臺參與無功補償?shù)娘L(fēng)機、無功補償設(shè)備的無功功率調(diào)節(jié)速率約束下限和上限；

有功功率輸出目標(biāo)值P_target與風(fēng)電場當(dāng)前時刻輸出功率P_real之差的絕對值記為ΔP＝|P_target-P_real|，無功功率輸出目標(biāo)值Q_target與風(fēng)電場當(dāng)前時刻輸出功率Q_real之差的絕對值記為ΔQ＝|Q_target-Q_real|；若ΔP大于死區(qū)閥值φ_P，則根據(jù)所有風(fēng)機有功可減少的下限ΔP和可增加的上限判斷目標(biāo)值P_target是否可被執(zhí)行，判斷依據(jù)為：

若ΔQ大于死區(qū)閥值φ_Q，則根據(jù)所有風(fēng)機、無功補償設(shè)備無功可減少的下限ΔQ和可增加的上限確定無功功率目標(biāo)值Q_target是否可被執(zhí)行，判斷依據(jù)為：

其中，若成立，則表示有功功率目標(biāo)值P_target可執(zhí)行，否則表示P_target不可執(zhí)行，b_1,i表示第i臺風(fēng)機有功功率控制效率；成立則表示無功功率目標(biāo)值Q_target可執(zhí)行，否則表示Q_target不可執(zhí)行，b_2,j表示第j臺參與無功補償?shù)娘L(fēng)機、無功補償設(shè)備的無功功率控制效率；

依據(jù)有功功率調(diào)節(jié)目標(biāo)值P_target、無功功率調(diào)節(jié)目標(biāo)值Q_target合成控制目標(biāo)w；

所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為：

式中，u為各風(fēng)機和無功補償設(shè)備的控制指令；

u＝(u₁?…?u_n?u_n+1?…?u_n+n?u_n+n+1?…?u_n+m)^T

式中，前n項為n臺風(fēng)機的有功控制指令，后m項包括n臺參與無功補償?shù)娘L(fēng)機和(m-n)臺無功補償設(shè)備的無功調(diào)節(jié)控制指令。