CN103401258B - 风电场故障状态下紧急功率控制策略 - Google Patents

风电场故障状态下紧急功率控制策略 Download PDF

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The Ningxia Hui Autonomous Region Electric Power Design Institute Co., Ltd.
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Abstract

一种风电场故障状态下紧急功率控制策略，包括以下步骤：①实时收集各风机的短期预测的功率、接收调度功率指令，获得风电场功率上限值；②风电场故障时记录以下数据：风电场可控风机、风电场不可控风机、切除风机；③计算风电场可以分配的功率、风电场需要发出的有功功率；④比较风电场可以分配的功率和风电场需要发出的有功功率

Description

风电场故障状态下紧急功率控制策略
技术领域：
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风电场故障状态下紧急功率控制策略。
背景技术：
电力系统是复杂的动态系统，其安全稳定运行本质上要求发电与负荷需求之间必须时刻保持平衡。电力系统如果不能进行有效控制而出现供需失衡，将影响负荷的可靠用电甚至可能引起系统大范围的事故。
风电场是电力系统重要的电源，在电力系统中占有重要地位。随着风电机组技术的不断发展，双馈异步风电机组逐渐成为风电场的主流机型，当与风电场相连输电线路故障时，双馈异步风电机组会投入crowbar(橇杠)保护，这时风机功率不可控，容易造成风电场输出功率的剧烈波动。近年来我国发生的几次大规模风电场脱网事故中功率损失严重，对国民经济造成的直接和间接损失十分巨大。
发明内容：
鉴于此，有必要设计一种风电场故障状态下紧急功率控制策略。
一种风电场故障状态下紧急功率控制策略，对于有着n台风机的风电场，包括以下步骤：
①实时收集各风机的短期预测的功率pi、接收调度功率指令，获得风电场功率上限值其中功率pi的短期预测现有的多种算法可以实现，故不再累述；
②风电场故障时记录以下数据：风电场可控风机(即未投入crowbar保护的风机)、风电场不可控风机(即投入crowbar保护的风机)、切除风机(即未并网发电风机)；
③计算风电场可以分配的功率P分配、风电场需要发出的有功功率Pset；
式(1)中，m为切除风机的总数，pj为各切除风机的容量，式(2)中，P损为网损；
④比较风电场可以分配的功率P分配和风电场需要发出的有功功率Pset并进行功率分配，
若P分配≤Pset，进行自由发电，即风电场发出的电，电网全部接收；
若P分配＞Pset，则将Pset以备用风机>风电场可控风机>风电场不可控风机的优先级顺序分配直至完毕；
⑤系统故障切除，风电场故障状态下紧急功率控制策略退出，风电场按照正常的功率控制方式运行。
优选的，装备了储能装置的风电场，步骤④中优先级顺序为：备用风机>风电场可控风机>储能装置>风电场不可控风机。
优选的，备用风机以短期预测的功率pi大小排序，pi大的，优先分配；风电场可控风机按照功率裕度p裕降序排序；
p裕＝pi-p实            (3)
式(3)中，p实为实发功率，p裕越大，分配功率越多。
优选的，储能装置平滑风电场的功率输出，实现风电场输出功率平抑。
本发明针对目前双馈异步风电机组转子crowbar保护对风机功率失去控制造成的影响，提出了一种新的控制方法，该方法使风电场在紧急时刻实现发电功率转移，减少对已投入crowbar风机的功率依赖，增加正常风机的输出功率，从而提高风电场输出功率的稳定性。
具体实施方式：
一种风电场故障状态下紧急功率控制策略，对于有着n台风机的风电场，包括以下步骤：
①实时收集各风机的短期预测的功率pi、接收调度功率指令，获得风电场功率上限值其中功率pi的短期预测现有的多种算法可以实现，故不再累述；
②风电场故障时记录以下数据：风电场可控风机(即未投入crowbar保护的风机)、风电场不可控风机(即投入crowbar保护的风机)、切除风机(即未并网发电风机)；
③计算风电场可以分配的功率P分配、风电场需要发出的有功功率Pset；
式(1)中，m为切除风机的总数，pj为各切除风机的容量，式(2)中，P损为网损；
④比较风电场可以分配的功率P分配和风电场需要发出的有功功率Pset并进行功率分配，
若P分配≤Pset，进行自由发电，即风电场发出的电，电网全部接收；
若P分配＞Pset，则将Pset以备用风机>风电场可控风机>风电场不可控风机的优先级顺序分配直至完毕；
⑤系统故障切除，风电场故障状态下紧急功率控制策略退出，风电场按照正常的功率控制方式运行。
在本实施方式中，装备了储能装置的风电场，步骤④中优先级顺序为：备用风机>风电场可控风机>储能装置>风电场不可控风机。
在本实施方式中，备用风机以短期预测的功率pi大小排序，pi大的，优先分配；风电场可控风机按照功率裕度p裕降序排序；
p裕＝pi-p实             (3)
式(3)中，p实为实发功率，p裕越大，分配功率越多。
在本实施方式中，储能装置平滑风电场的功率输出，实现风电场输出功率平抑。

Claims (4)

1.一种风电场故障状态下紧急功率控制策略，对于有着n台风机的风电场，其特征在于，包括以下步骤：
①实时收集各风机的短期预测的功率pi、接收调度功率指令，获得风电场功率上限值
②风电场故障时记录以下数据：风电场可控风机、风电场不可控风机、切除风机；
③计算风电场可以分配的功率P分配、风电场需要发出的有功功率Pset；
式(1)中，m为切除风机的总数，pj为各切除风机的容量，式(2)中，P损为网损；
④比较风电场可以分配的功率P分配和风电场需要发出的有功功率Pset并进行功率分配，
若P分配≤Pset，进行自由发电；
若P分配＞Pset，则将Pset以备用风机>风电场可控风机>风电场不可控风机的优先级顺序分配直至完毕；
⑤系统故障切除，风电场故障状态下紧急功率控制策略退出，风电场按照正常的功率控制方式运行。
2.如权利要求1所述的风电场故障状态下紧急功率控制策略，其特征在于，装备了储能装置的风电场，步骤④中优先级顺序为：备用风机>风电场可控风机>储能装置>风电场不可控风机。
3.如权利要求1所述的风电场故障状态下紧急功率控制策略，其特征在于，备用风机以短期预测的功率pi大小排序，pi大的，优先分配；风电场可控风机按照功率裕度p裕降序排序；
p裕＝pi-p实                       (3)
式(3)中，p实为实发功率，p裕越大，分配功率越多。
4.如权利要求2所述的风电场故障状态下紧急功率控制策略，其特征在于，储能装置平滑风电场的功率输出。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6252753B1 (en) * 1998-12-18 2001-06-26 Southern California Edison Co. Energy service stabilizer
CN102013699A (zh) * 2010-10-25 2011-04-13 电子科技大学 一种风力发电场有功功率分配方法
CN102856925A (zh) * 2012-09-03 2013-01-02 北京科诺伟业科技有限公司 一种风电场功率综合分配方法

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