CN102856931A - 风电场有功功率的动态分群控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风电场有功功率的动态分群控制方法，包括如下步骤：一、根据各风电机组在控制周期内的有功功率预测值，将各风电机组进行分群；二、对功率非单调变化的风电机群进行分段预处理；三、根据系统调度指令和风电机组的运行状态确定风电场有功功率调节量需求；四、根据风电机组的分群情况对风电场有功功率调节量需求进行分配；五、设置控制延时，当控制延时达到预设值时，判断各风电机组在控制周期内的有功功率预测值是否更新，并触发下一次控制。本发明能够根据超短期风电功率预测对风电机组进行合理分群，根据不同类型风电机组的变化趋势，合理分配有功功率，减少风电机组的调节次数，降低风电机组的功率波动。

Description

风电场有功功率的动态分群控制方法

技术领域

本发明涉及一种风电场有功功率的动态分群控制控制方法，属于新能源发电技术中的风电场控制技术领域。

背景技术

近年，国内风力发电发展迅猛，截至2011年底，国内风电总装机容量已经超过6200万千瓦，风电发展呈现以下特点：（1）发展速度快，规模已居世界领先地位；（2）大规模集中接入高电压水平电网；（3）综合运行水平已接近世界先进水平。随着风电占比的日益增加，风电的随机性和波动性对电力系统有功调度的影响越来越大，风电场随机功率的注入可能会影响电力系统的正常运行。因此，合理有效地对风电场有功功率进行控制已成为关乎风电接入后电力系统安全稳定运行的一项关键技术，是建设电网友好型风电场的必要技术手段，并逐渐成为风电控制的研究热点之一。

目前，国内在风电场有功功率控制方面已经取得了一些成果，包括：根据机组最大功率按比例对风电场有功进行分配、利用风速-功率曲线对风电场有功进行分配等方法。上述方法都是将风电视为确定性电源，没有考虑风电的随机性和波动性以及大规模风电场内分布在不同区域的风电机组可能存在的运行状态差异。在此基础上，有学者提出根据风电机组的状态对风电场有功进行控制，实现风电场功率的平滑输出，这一方法为实现风电场有功的平稳输出和调节提供了有益思路，但是其主要基于相邻周期的风电机组运行状态变化进行控制，缺乏对风电机组长期运行趋势的判断，会引起风电机组的频繁调节，增加机组的功率波动。

随着数值天气预报逐渐在风电功率预测方面得到应用，风电功率预测的精度日益提高，这为利用风电功率预测信息实现风电机组动态分群及风电场有功功率优化控制提供基本技术条件。若能将风功率预测时间分辨率与电力系统调度周期有机结合，则能够有效实现电力系统功率需求与风电场有功功率控制的交互，有效降低风电功率调节次数，减少风电机组的功率波动。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提出一种能够解决现有风电场有功功率调节频繁和功率波动大的风电场有功功率的动态分群控制方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种风电场有功功率的动态分群控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、根据各风电机组在控制周期内的有功功率预测值，将各风电机组进行分群为：功率不变机群Ω₁、功率下降机群Ω₂、功率上升机群Ω₃、功率先上升后下降机群Ω₄和功率先下降后上升机群Ω₅；

步骤二、对功率先上升后下降机群Ω₄和功率先下降后上升机群Ω₅进行分段预处理；

步骤三、根据系统调度指令和风电机组的运行状态确定风电场有功功率调节量需求；

步骤四、根据步骤一中风电机组的分群情况对风电场有功功率调节量需求进行分配；

步骤五、设置控制延时，当控制延时达到预设值时，判断各风电机组在控制周期内的有功功率预测值是否更新，若发现更新，则返回步骤一进行下一控制计算；否则，保持等待。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明为风电场提供了一种风电场有功功率的动态分群控制方法，能够根据超短期风电功率预测信息，分析风电机组在未来0~4小时的功率变化趋势，并对其进行合理分群，增强风电场有功功率控制的合理性。

(2)本发明提出的风电场有功功率的动态分群控制方法，能够根据不同类型风电机组的变化趋势，合理分配有功功率，减少风电机组的调节次数，降低风电机组的功率波动。

(3)本发明提出的风电场有功功率的动态分群方法能够实现风电场的智能控制，提高风电场的运营、管理水平。

附图说明

图1为本发明中风电场有功功率的动态分群控制方法的流程示意图。

图2为本发明中机群Ω₄的功率变化示意图。

图3为本发明中机群Ω₄经预处理后的功率示意图。

图4为本发明中机群Ω₅的功率变化示意图。

图5为实施例一中电网调度部门下发的有功功率指令。

图6为实施例一中第1类机群（Ω₁）的功率曲线对比。

图7为实施例一中第2类机群（Ω₂）的功率曲线对比。

图8为实施例一中第3类机群（Ω₃）的功率曲线对比。

图9为实施例一中第4类机群（Ω₄）的功率曲线对比。

图10为实施例一中第5类机群（Ω₅）的功率曲线对比。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的风电场有功功率的动态分群控制方法作进一步详细的阐述。

如图1所示，本例的风电场有功功率的动态分群控制方法，包括如下步骤：

步骤一、根据各风电机组在控制周期为0~4小时内的有功功率预测值（即为超短期功率预测信息），将各风电机组进行分类；

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式（1），则定义为功率不变机群Ω₁，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0}---\left(1\right)$

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式（2），则定义为功率下降机群Ω₂，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=k_{\mathrm{ij}}^D\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0}---\left(2\right)$

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式（3），则定义为功率上升机群Ω₃，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=k_{\mathrm{ij}}^U\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0}---\left(3\right)$

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式（4），则定义为功率先上升后下降机群Ω₄，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=\left\{\begin{array}{cc}{k}_{\mathrm{ij}}^U\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0},& t\∈[t_0,t_1]\\ k_{\mathrm{ij}}^D\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0},& t\∈[t_1,t_n]\end{array}\right.---\left(4\right)$

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式（5），则定义为功率先下降后上升机群Ω₅，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=\left\{\begin{array}{cc}{k}_{\mathrm{ij}}^D\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0},& t\∈[t_0,t_1]\\ k_{\mathrm{ij}}^U\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0},& t\∈[t_1,t_n]\end{array}\right.---\left(5\right)$

若风电机组无法接受控制指令，则定义为不可控机群Ω₆；

式中，

为第j台机组在控制周期i内的有功功率预测值，P_ij0为该机组初始功率值，

为第j台机组在控制周期i内的功率下降变化率、其随时间和机组变化而动态变化；

为第j台机组在控制周期i内的功率上升变化率、其随时间和机组变化而动态变化；

步骤二、对两类功率非单调变化的风电机群Ω₄和Ω₅进行分段预处理；

对图2所示的机群Ω₄，在时间[t₀,t_n]内，若

则在[t₀,t₁]区间将该机群视为功率上升机群，在[t₁,t_n]区间视为功率不变机群并保持输出有功功率不变；若

则在[t₀,t₁]区间将该机群视为功率不变机群并保持输出有功功率不变，在[t₁,t_n]区间视为功率下降机群；若

则在整个时间周期[t₀,t_n]内将该机群视为功率不变机群，预处理之后的机群Ω₄功率如图3所示；

对图4所示的机群Ω₅，在[t₀,t₁]区间将该机群视为功率下降机群，在[t₁,t_n]区间将该机群视为功率上升机群。

步骤三、根据系统调度指令和风电机组的运行状态确定风电场有功功率调节量需求ΔP，

$\mathrm{\ΔP}=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i+1,j}^{\mathrm{ref}}-P_{i,j}^{\mathrm{act}})-(P_{i+1}^g-P_i^g)---\left(6\right)$

式中，

为控制周期i+1内第j台机组的有功功率预测值，

为控制周期i内第j台机组的有功功率实际输出值，

和

分别为控制周期i和i+1内的系统调度指令，N为风电场内风电机组总数。

步骤四、根据步骤一中风电机组的分群情况对风电场有功功率调节量需求ΔP进行分配，具体步骤为：

a、判断机群Ω₂的调节量是否满足下式（7）的约束条件：

$\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})\≥\mathrm{\ΔP}---\left(7\right)$

若满足上述条件，则按式（8）重新为机群Ω₂分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤b；

$\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\mathrm{\ΔP}---\left(8\right)$

式7-8中，

中的

为机群Ω₂中的风电机组k分别在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值，n₂为机群Ω₂中的风电机组个数，

为机群Ω₂的有功功率调节量；

b、判断机群Ω₂、Ω₅的调节量之和是否满足式（9）的约束条件：

$\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_5}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})\≥\mathrm{\ΔP}---\left(9\right)$

若满足上述条件，则按式（10）、（11）为上述各机群分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤c；

$\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})---\left(10\right)$

$\mathrm{\Δ}{P}_5^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_5}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+(\mathrm{\ΔP}-\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}})---\left(11\right)$

式9-11中，

中的

为机群Ω₅中的风电机组k分别在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值，n₅为机群Ω₅中的风电机组个数，为机群Ω₅的有功功率调节量；

c、判断机群Ω₂、Ω₅和Ω₄的调节量之和是否满足式（12）的约束条件：

$\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_5}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_4}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})\≥\mathrm{\ΔP}---\left(12\right)$

若满足上述条件，则按式（13）、（14）为上述各机群分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤d；

$\mathrm{\Δ}{P}_j^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_j}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}}),j=\mathrm{2,5}---\left(13\right)$

$\mathrm{\Δ}{P}_4^{\mathrm{reg}}=\mathrm{\ΔP}-\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}}-\mathrm{\Δ}{P}_5^{\mathrm{reg}}---\left(14\right)$

式12-14中，

中的

为机群Ω₄中的风电机组k分别在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值，n₄为机群Ω₄中的风电机组个数，

为机群Ω₄的有功功率调节量；式13中，当j=2时，通过该式求取机群Ω₂的有功功率调节量

当j=5时，通过该式求取机群Ω₅的有功功率调节量

d、判断机群Ω₂、Ω₅、Ω₄和Ω₃的调节量之和是否满足式（15）的约束条件：

$\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_5}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_4}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_3}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})\≥\mathrm{\ΔP}---\left(15\right)$

若满足上述条件，则按式（16）、（17）为上述各机群分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤e；

$\mathrm{\Δ}{P}_j^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_j}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}}),j=\mathrm{2,4,5}---\left(16\right)$

$\mathrm{\Δ}{P}_3^{\mathrm{reg}}=\mathrm{\ΔP}-\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}}-\mathrm{\Δ}{P}_4^{\mathrm{reg}}-\mathrm{\Δ}{P}_5^{\mathrm{reg}}---\left(17\right)$

式15-17中，机群Ω₂、Ω₄、Ω₅的有功功率调节量均通过式16来求取；

中的

为机群Ω₃中的风电机组k分别在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值，n₃为机群Ω₃中的风电机组个数，

为机群Ω₃的有功功率调节量；

e、判断机群Ω₁～Ω₅的调节量之和是否满足式（18）的约束条件：

$\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_5}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_4}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_3}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\underset{k=1}{\overset{n_1}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})\≥\mathrm{\ΔP}---\left(18\right)$

若满足上述条件，则按式（19）、（20）为上述各机群分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤f；

$\mathrm{\Δ}{P}_j^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_j}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}}),j=\mathrm{2,3,4,5}---\left(19\right)$

$\mathrm{\Δ}{P}_1^{\mathrm{reg}}=\mathrm{\ΔP}-\underset{j=2}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{P}_j^{\mathrm{reg}}---\left(20\right)$

式18-20中，机群Ω₂～Ω₅的有功功率调节量

均通过式19来求取；

中的

为机群Ω₁中的风电机组k分别在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值，n₁为机群Ω₁中的风电机组个数，

为机群Ω₁的有功功率调节量；

为机群Ω₂～Ω₅的有功功率调节量；

f、对部分风电机组采取停机处理，执行步骤g；

g、输出风电场有功控制指令，执行步骤五。

步骤五、设置控制延时，当控制延时达到预设值（本例中的预设值设置为1～2s）时，判断各风电机组在控制周期内的有功功率预测值是否更新，若发现更新，则返回步骤一进行下一次控制计算；否则，保持等待。

【实施例一】

本发明风电场有功功率的动态分群控制方法用于调节风电场输出有功功率满足电网调度部门有功调节指令的情况。电网调度部门下发的有功功率指令如图5所示。风电场有功控制周期为15分钟，在一个控制周期内认为风电机组功率调至目标值后保持不变。

现有研究采用基于机组状态的功率分配策略，根据相邻时间点的风电场功率变化进行分配。下面将现有的基于机组状态的分配策略与本例中基于风电场有功功率的动态分群控制方法的效果进行分析对比。采用上述两种控制策略得到的各类机群的有功功率曲线对比见图6-10。

如图6所示，在控制周期集合{25,26,[41,45],[71,77]}中，风电场预测功率大于系统调度指令，以第75个控制周期为例，风电场需要调节功率1.11MW，根据超短期功率预测信息可知，第2类机组Ω₂调节能力为1.99MW，因此仅调节第2类机组1.11MW功率即可。按照机组状态分配策略，对应本文所述第2类机组调节能力为0.4MW，第3类机组调节能力为0.78MW，因此，需要第2类机组调节0.4MW，第3类机组调节0.71MW方能满足有功功率调节的要求。

如图7所示，在控制周期集合{1,81,82,83,90}中，以第82个控制周期为例，风电场需要调节功率2.44MW，根据超短期功率预测信息可知，第2类机组Ω₂功率调节能力为2.36MW，第5类机组Ω₅功率调节能力为0.7MW，能够满足风电场的功率调节需求，因此，第2类机群Ω₂调节2.36MW，第5类机群Ω₅调节0.08MW。按照机组状态分配策略，对应本文所述的第2、5类机群Ω₂、Ω₅的功率调节能力之和为0.53MW，第3、4类机群Ω₃、Ω₄的功率调节能力之和为0.49MW，无法满足有功功率调节的要求，还需要第1类机群Ω₁调节1.42MW，增加了风电场内各机组的功率波动。

如图8所示，在控制周期集合{[4,5],46,[84,88]}中，以第4个控制周期为例，风电场需要调节7.81MW功率，根据超短期功率预测信息可知，第2类机群Ω₂功率调节能力为6.17MW，第5类机群Ω₅经预处理后功率调节能力为0.23MW，第4类机组Ω₄经预处理后功率调节能力为1.67MW，这3类机群Ω₃调节能力能够满足风电场的功率调节需求，因此，调节第2类机群6.17MW，第5类机群0.23MW，第4类机群1.41MW。按照机组状态分配策略，对应本文所述第2,4类机群Ω₂、Ω₄的功率调节能力为0.58MW，第3,5类机群Ω₃、Ω₅的功率调节能力为1.17MW，需要调节第2,4类机组0.58MW，第3,5类机组1.17MW，以及第1类机组6.06MW，增加了风电场内各机组的功率波动。

如图9所示，在控制周期集合{2,3,[6,16],[27,33],36,[39,40],47,48,[78,80],89}中，以第30个控制周期为例，风电场需要调节功率2.94MW，根据超短期功率预测信息可知，第2类机群Ω₂的功率调节能力为0.95MW，第5类机群Ω₅经预处理后的功率调节能力为0.23MW，第4类机群Ω₄经预处理后的功率调节能力为0.69MW，第3类机群Ω₃的功率调节能力为1.26MW，这4类机群Ω₄的功率调节量能够满足风电场的功率调节要求，因此，调节第2类机群0.95MW，第5类机群0.23MW，第4类机群0.69MW，第3类机群1.07MW。按照机组状态分配策略，对应本文所述的第2,5类机组调节能力为0.45MW，第3,4类机群调节能力为3.26MW，需要调节第2,5机群0.45MW，第3,4机群2.49MW，提高了第3类机群功率调节的比例，增加了风电场内各机组的功率波动。

如图10所示，在控制周期集合{[17,24],34,35,37,[91,96]}中，以第20个控制周期为例，风电场需要调节功率7.41MW，根据超短期功率预测信息可知，第2类机群的功率调节能力为1.58MW，第5类机群经预处理后的功率调节能力为0.2MW，第4类机群经预处理后的功率调节量为0.8MW，第3类机群的功率调节能力为3.5MW，这4类机群的功率调节量仍无法满足风电场的功率调节需求，还需要调节第1类机组功率1.33MW。按照文献[9]分配策略，对应本文所述的第2,5类机组调节能力为0.36MW，第3,4类机组调节能力为3.6MW，这四类机群的调节量之和无法满足风电场的功率调节需求，还需要第1类机组调节3.45MW。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种风电场有功功率的动态分群控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、根据各风电机组在控制周期内的有功功率预测值，将各风电机组进行分群为：功率不变机群Ω₁、功率下降机群Ω₂、功率上升机群Ω₃、功率先上升后下降机群Ω₄和功率先下降后上升机群Ω₅；

步骤二、对功率先上升后下降机群Ω₄和功率先下降后上升机群Ω₅进行分段预处理；

步骤三、根据系统调度指令和风电机组的运行状态确定风电场有功功率调节量需求；

步骤四、根据步骤一中风电机组的分群情况对风电场有功功率调节量需求进行分配；

步骤五、设置控制延时，当控制延时达到预设值时，判断各风电机组在控制周期内的有功功率预测值是否更新，若发现更新，则返回步骤一进行下一次控制；否则，保持等待。

2.如权利要求1所述的动态分群控制方法，其特征在于，所述步骤一中的控制周期为0～4小时。

3.如权利要求1所述的动态分群控制方法，其特征在于，所述步骤一的具体步骤包括：

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式，则定义为功率不变机群Ω₁，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0}$

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式，则定义为功率下降机群Ω₂，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=k_{\mathrm{ij}}^D\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0}$

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式，则定义为功率上升机群Ω₃，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=k_{\mathrm{ij}}^U\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0}$

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式，则定义为功率先上升后下降机群Ω₄，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=\left\{\begin{array}{c}{k}_{\mathrm{ij}}^U\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0},t\∈[t_0,t_1]\\ k_{\mathrm{ij}}^D\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0},t\∈[t_1,t_n]\end{array}\right.$

若风电机组在控制周期内的有功功率预测值满足下式，则定义为功率先下降后上升机群Ω₅，

$P_{\mathrm{ij}}^{\mathrm{ref}}=\left\{\begin{array}{c}{k}_{\mathrm{ij}}^D\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0},t\∈[t_0,t_1]\\ k_{\mathrm{ij}}^U\·t+(1\±5\%)\·P_{\mathrm{ij}0},t\∈[t_1,t_n]\end{array}\right.$

若风电机组无法接受控制指令，则定义为不可控机群Ω₆；

式中，

为第j台机组在控制周期i内的有功功率预测值，P_ij0为该机组初始功率值，

为第j台机组在控制周期i内的功率下降变化率、其随时间和机组变化而动态变化、

为第j台机组在控制周期i内的功率上升变化率、其随时间和机组变化而动态变化、

4.如权利要求1所述的动态分群控制方法，其特征在于，所述步骤二的具体步骤包括：

对功率先上升后下降机群Ω₄进行分段预处理的方法为：在时间[t₀,t_n]内，若则在[t₀,t₁]区间将该机群视为功率上升机群，在[t₁,t_n]区间视为功率不变机群并保持输出有功功率不变；若

则在[t₀,t₁]区间将该机群视为功率不变机群并保持输出有功功率不变，在[t₁,t_n]区间视为功率下降机群；若

则在整个时间周期[t₀,t_n]内将该机群视为功率不变机群；

对功率先下降后上升机群Ω₅进行分段预处理的方法为：在[t₀,t₁]区间将该机群视为功率下降机群，在[t₁,t_n]区间将该机群视为功率上升机群。

5.如权利要求1所述的动态分群控制方法，其特征在于，所述步骤三中，通过下式确定风电场有功功率调节量需求ΔP：

$\mathrm{\ΔP}=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i+1,j}^{\mathrm{ref}}-P_{i,j}^{\mathrm{act}})-(P_{i+1}^g-P_i^g)$

式中，

为控制周期i+1内第j台机组的有功功率预测值，为控制周期i内第j台机组的有功功率实际输出值，和

分别为控制周期i和i+1内的系统调度指令，N为风电场内风电机组总数。

6.根据权利要求1所述的动态分群控制方法，其特征在于，所述步骤四的具体步骤包括：

a、判断机群Ω₂的调节量是否满足风电场有功功率调节量需求，若满足，则按下式为机群Ω₂分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤b；

$\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+\mathrm{\ΔP}$

式中，

为机群Ω₂的有功功率调节量；

的

为机群Ω₂中风电机组k分别在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值；

b、判断机群Ω₂和Ω₅的调节量之和是否均满足风电场有功功率调节量需求，若满足，则按下式为上述各机群分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤c；

$\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})$

$\mathrm{\Δ}{P}_5^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_5}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}})+(\mathrm{\ΔP}-\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}})$

式中，

的

为机群Ω₅中的风电机组k分别在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值；

为机群Ω₅的有功功率调节量；

c、判断机群Ω₂、Ω₅和Ω₄的调节量之和是否均满足风电场有功功率调节量需求，若满足，则按下式为上述各机群分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤d；

$\mathrm{\Δ}{P}_j^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_j}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}}),j=\mathrm{2,5}$

$\mathrm{\Δ}{P}_4^{\mathrm{reg}}=\mathrm{\ΔP}-\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}}-\mathrm{\Δ}{P}_5^{\mathrm{reg}}$

式中，分别为机群Ω₂、Ω₅中的风电机组k在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值；

为机群Ω₄的有功功率调节量；

d、判断机群Ω₂～Ω₅的调节量之和是否均满足风电场有功功率调节量需求，若满足，则按下式为上述各机群分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤e；

$\mathrm{\Δ}{P}_j^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_j}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}}),j=\mathrm{2,4,5}$

$\mathrm{\Δ}{P}_3^{\mathrm{reg}}=\mathrm{\ΔP}-\mathrm{\Δ}{P}_2^{\mathrm{reg}}-\mathrm{\Δ}{P}_4^{\mathrm{reg}}-\mathrm{\Δ}{P}_5^{\mathrm{reg}}$

式中，

分别为机群Ω₂、Ω₄、Ω₅中的风电机组k在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值；

为机群Ω₃的有功功率调节量；

e、判断机群Ω₁～Ω₅的调节量之和是否均满足风电场有功功率调节量需求，若满足，则按下式为上述各机群分配有功功率调节量后，执行步骤g；否则，执行步骤f；

$\mathrm{\Δ}{P}_j^{\mathrm{reg}}=\underset{k=1}{\overset{n_j}{\mathrm{\Σ}}}(P_{i,k}^{\mathrm{act}}-P_{i+1,k}^{\mathrm{ref}}),j=\mathrm{2,3,4,5}$

$\mathrm{\Δ}{P}_1^{\mathrm{reg}}=\mathrm{\ΔP}-\underset{j=2}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{P}_j^{\mathrm{reg}}$

式中，

分别为机群Ω₁～Ω₅中中的风电机组k在控制周期i内的有功功率实际输出值和控制周期i+1内的有功功率预测值；

为机群Ω₁的有功功率调节量；

为机群Ω₂～Ω₅的有功功率调节量；

f、对部分风电机组采取停机处理，执行步骤g；

g、输出风电场有功控制指令，执行步骤五。

7.根据权利要求6所述的动态分群控制方法，其特征在于，所述判断机群的调节量是否满足风电场有功功率调节量需求的条件为：该类机群的有功功率实际输出值与其有功功率预测值之差≥风电场有功功率调节量需求；所述判断各机群的调节量之和是否风电场有功功率调节量需求的条件为：各机群的有功功率实际输出值与其有功功率预测值之差的总和≥风电场有功功率调节量需求。

8.根据权利要求1所述的动态分群控制方法，其特征在于，所述步骤五中，控制延时的预设值为1～2秒。

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