CN105281376A - 风电场自动发电控制方法 - Google Patents

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王小平
金岩磊
葛立青
徐浩
黄伟
翟剑华
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Abstract

本发明公开的风电场自动发电控制方法，首先考虑有功损耗情况对调度下发的有功目标值进行校正；其次结合各个风机群实际发电能力进行有功分配计算和指令下发，在分配过程充分考虑各个风机群的实际发电能力，得到各个风机群的有功指令并下发给各个风机群；最后根据执行情况动态调整控制指令，跟踪各个风机群执行情况，如果存在风机群功率调节不到位，则根据各个风机群的调节能力再次进行分配计算，动态调整各个风机群有功指令，让有调节能力的风机群承担额外的功率调节任务。本发明有效提高风电场的发电效益，改善电网调度对风电场的调控管理水平，提升了风电发电利用率。

Description

风电场自动发电控制方法
技术领域
本发明涉及电力系统自动控制领域，尤其涉及风电场自动控制技术。
背景技术
目前国内风电场的建设越来越多，面对大规模风电接入电网压力，风电场自动发电控制是提高风电并网率的一种有效措施。
当前风电场普遍采用的自动发电控制方案是按照固定比例(如按各个风机群装机容量比例)将调度下发的有功目标值进行分配计算，得到各个风机群的有功指令并下发到各个风机群的监控系统，由各个风机群的监控系统具体调节各风电机组的发电出力。各个风机群的有功指令保持不变直到调度下发新的有功目标值。
该方案主要存在如下缺点：
未考虑有功损耗：调度下发的有功目标值控制对象是高压侧并网功率，而风机输出的有功在流经集电线路、风机箱变、升压站主变等设备后会产生有功损耗，最终并网功率因为损耗的存在会少于有功目标值，风电场的发电效益未能实现最大化。
未能考虑风机实际发电能力：按照固定比例分配，无法计及各个风机群实际发电能力，容易出现实际发电能力和有功指令不匹配情况，即能多发电的风机群分配的有功指令小，不能多发电的风机群分配的有功指令大，这样容易造成整体发电量损失。
缺乏动态调整：当存在风机群实际发出的有功和分配的有功指令偏差较大情况时，由于各个风机群分配的有功指令保持不变，失去了通过调整其他有调节能力的风机群弥补发电功率偏差的机会，最终无法达到调度控制要求，降低了电网调度对风电场的调控管理水平和风电场的风电利用率。
发明内容
为了克服传统风电场自动发电控制方案存在的未考虑有功损耗、未能考虑风机实际发电能力和缺乏动态调整的缺陷，提出了风电场自动发电控制方法。
为解决上述技术目的,本发明采取的技术方案为:风电场自动发电控制方法，包括步骤以下步骤：
首先考虑有功损耗情况进行有功目标值校正，在调度下发的有功目标值基础上再加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值；
其次结合各个风机群实际发电能力进行有功分配计算和指令下发，以校正后的新有功目标值进行分配计算，并在分配过程充分考虑各个风机群的实际发电能力，得到各个风机群的有功指令并将有功指令下发给各个风机群；
最后根据执行情况动态调整控制指令，跟踪各个风机群执行情况，如果存在风机群功率调节不到位(实际发出的有功和有功指令偏差较大)，则根据各个风机群的调节能力再次进行分配计算，动态调整各个风机群有功指令，让有调节能力的风机群承担额外的功率调节任务。
上述方案中所述的考虑有功损耗情况进行有功目标值校正：通过各个风机群实际发出的有功和高压侧并网功率计算得到实时有功损耗值，然后对其按一定的补偿系数修正得到有功损耗补偿量，最后在调度下发的有功目标值基础上加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值。
上述方案中所述的结合各个风机群实际发电能力进行有功指令分配计算和指令下发：以校正后的新有功目标值作为高压侧并网功率控制目标进行风电场内各个风机群有功指令分配计算，根据各个风机群的实时发电情况和功率预测结果计算各个风机群的实际发电能力，包括可控状态、可发最大有功等，在分配计算过程充分考虑各个风机群的实际发电能力，计算得到各个风机群的有功指令后将有功指令下发给各个风机群。
上述方案中所述的根据执行情况动态调整控制指令：在有功指令下发到各个风机群后，跟踪各个风机群执行情况，如果存在风机群功率调节不到位(实际发出的有功和有功指令偏差较大)，则将其判为当前调节方向不可控，然后根据各个风机群的当前调节能力再次进行有功指令分配计算，动态调整各个风机群有功指令，让有调节能力的风机群承担额外的功率调节任务。
采用本发明所述方法，与现有技术相比，增加了有功损耗补偿，结合了各个风机群实际发电能力进行有功分配计算，根据风机群执行情况动态调整各个风机群的有功指令，可以有效提高风电场的发电效益，改善电网调度对风电场的调控管理水平，提升了风电发电利用率。
附图说明
图1是风电场自动发电控制的总体示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明的具体实施方式做进一步说明。
首先对有功损耗情况进行有功目标值校正，在调度下发的有功目标值基础上再加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值；其次结合各个风机群实际发电能力进行有功分配计算和指令下发，以校正后的新有功目标值进行分配计算，并在分配过程充分考虑各个风机群的实际发电能力，得到各个风机群的有功指令并将有功指令下发给各个风机群；最后根据执行情况动态调整控制指令，跟踪各个风机群执行情况，如果存在风机群功率调节不到位(实际发出的有功和有功指令偏差较大)，则根据各个风机群的调节能力再次进行分配计算，动态调整各个风机群有功指令，让有调节能力的风机群承担额外的功率调节任务。图1是风电场自动发电控制的总体示意图。
具体来讲，本发明按以下步骤对风电场自动发电控制实现方法进行了功能实现：
(1)考虑有功损耗情况进行有功目标值校正
接收并解析得到调度下发的有功目标值Ptar，通过各个风机群实际发出的有功Pri(i＝1，2...n，n为风机群数量)和高压侧并网功率计算得到实时有功损耗值Ploss，然后对其按一定的补偿系数Kc修正得到有功损耗补偿量Plc(Plc＝Ploss*Kc)，最后在Ptar基础上加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值Pnt。
(2)结合各个风机群实际发电能力进行有功指令分配计算和有功指令下发
以校正后的新有功目标值Pnt作为高压侧并网功率控制目标进行风电场内各个风机群有功指令分配计算；根据各个风机群的实时发电情况和功率预测结果计算各个风机群的实际发电能力，包括可控状态、可发最大有功等，在分配计算过程充分考虑各个风机群的实际发电能力，按照各个风机群可发最大有功的比例分配计算得到各个风机群的有功指令Pti(i＝1，2...n，n为风机群数量)，之后将有功指令下发给各个风机群。
(3)根据执行情况动态调整控制指令
在有功指令下发到各个风机群后，经过一个控制周期延时，跟踪各个风机群执行情况，如果存在风机群功率调节不到位(实际发出的有功Pri和有功指令Pti偏差较大，超过功率可调判别门槛值Pkt)，则将其判为当前调节方向不可控并置为不可控风机群状态，然后根据各个风机群的当前调节能力再次进行有功指令分配计算，动态调整各个风机群有功指令，让有调节能力的风机群承担额外的功率调节任务。

Claims (4)

1.风电场自动发电控制方法，其特征在于包括以下步骤：
首先考虑有功损耗情况进行有功目标值校正，在调度下发的有功目标值基础上再加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值；
其次结合各个风机群实际发电能力进行有功分配计算和指令下发，以校正后的新有功目标值进行分配计算，并在分配过程充分考虑各个风机群的实际发电能力，得到各个风机群的有功指令并将有功指令下发给各个风机群；
最后根据执行情况动态调整控制指令，跟踪各个风机群执行情况，如果存在风机群功率调节不到位,即:实际发出的有功和有功指令偏差较大，则根据各个风机群的调节能力再次进行分配计算，动态调整各个风机群有功指令，让有调节能力的风机群承担额外的功率调节任务。
2.如权利要求1所述的风电场自动发电控制方法，其特征在于对有功损耗情况进行有功目标值校正包括以下步骤：
通过各个风机群实际发出的有功和高压侧并网功率计算得到实时有功损耗值；
然后对其按一定的补偿系数修正得到有功损耗补偿量；
最后在调度下发的有功目标值基础上加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值。
3.如权利要求1所述的风电场自动发电控制方法，其特征在于所述的结合各个风机群实际发电能力进行有功指令分配计算和指令下发包括以下步骤：
以校正后的新有功目标值作为高压侧并网功率控制目标进行风电场内各个风机群有功指令分配计算，根据各个风机群的实时发电情况和功率预测结果计算各个风机群的实际发电能力，在分配计算过程充分考虑各个风机群的实际发电能力，计算得到各个风机群的有功指令后将有功指令下发给各个风机群。
4.如权利要求1所述的风电场自动发电控制方法，其特征在于上述方案中所述的根据执行情况动态调整控制指令包括以下步骤：
在有功指令下发到各个风机群后，跟踪各个风机群执行情况，如果存在风机群功率调节不到位，则将其判为当前调节方向不可控，然后根据各个风机群的当前调节能力再次进行有功指令分配计算，动态调整各个风机群有功指令，让有调节能力的风机群承担额外的功率调节任务。
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