[發明專利]基于狀態負荷分配的風電機組能量管理方法

有效

• 申請號: 202011302066.8
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112523940B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 曹慶才;張禮興;張真真;張舒翔;馮強
• 申請（專利權）人: 大唐可再生能源試驗研究院有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

1.一種基于狀態負荷分配的風電機組能量管理方法，其特征在于，包括：

步驟1，將風場內的所有風機分為以下7類，分別為：

第1類：通訊丟失風機，指風力發電場內通訊中斷，這類風機不受風電場功率控制系統控制；

第2類：限定風機，指不能參加或者運營商不愿使其參與有功調節的風機，這類風機不受風電場功率控制系統控制；

第3類：故障風機，指風力發電場內通訊正常，但風機本身有故障而無法啟機的風機；

第4類：無故障待機風機，指風機本身無故障，當接到風機啟動指令便可以運行的風機；這類風機在功率分配時可以升功率運行，其上限為根據風機實際運行的風功率曲線以及當前風速預估的風機有功功率輸出能力評估值；

第5類：降功率運行風機，指風力發電機組的輸出功率小于其本身輸出能力評估值的風機；這類風機在功率分配時可以升功率也可以降低功率運行；

第6類：全功率運行風機，指風力發電機的輸出功率未達到額定功率，根據輸出功率由風機前端的風速決定；這類風機發電機組在功率分配時只可以降低功率運行；

第7類：額定功率運行風機，指額定風速以上，以額定功率運行的風力發電機組；這類風機在功率分配時只可以降低功率運行；

步驟2，定義P_ref為電網調度指定風電場有功功率輸出設定值；P_i,j為第i類風機中第j臺機組實際輸出功率；為第i類風機中第j臺機組根據風機的風功率曲線和的風速預測的有功功率評估值；為第i類風機中第j臺機組不停機條件下最小輸出功率；

第i類風機實際輸出功率為：

式中，n_i為第i類風力發電機組的臺數；

風力發電場實際輸出功率為：

風場的輸出功率評估值為：

第4類風機的升功率能力：

第5類風機的升功率能力：

第5類風機的降功率能力：

第6類風機的降功率能力：

第7類風機的降功率能力：

第6類和第7類因為風速變小而被迫降低的功率值：

通過下式計算風場需要分配的總的功率值ΔP：

式中，n₁為第1類風機的總臺數，P_r為風機的額定功率，P₂為第2類風機的總實際輸出功率；P_wf為風力發電場實際輸出功率；為風場的輸出功率評估值；為第6類和第7類因風速變小而被迫降低的功率值；

步驟3，根據風場需要分配的總的功率值的大小進行調度負荷分配：

當ΔP0時，風力發電機做升功率處理，先采用第5類風電機組進行功率調節，當第5類風力發電機組無法滿足升功率需求時，再逐一啟動第4類風機進行功率調節，以滿足電網調度的需要；

當ΔP0時，風力發電機做降功率處理，在降功率過程中，依次將第5類，第6類和第7類風力發電機組的功率降到機組不停機條件下最小輸出功率；若風場所有風機均降到機組不停機條件下最小輸出功率時風場輸出功率仍大于電網調度設定值，選擇風速小的機組依次停機。