CN107346893A - 一种风电场有功功率控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电场有功功率控制方法和系统，风电场有功功率控制系统以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内；根据实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。基于上述公开的风电场有功功率控制方法解决了风电场有功功率最大变化限值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

Description

一种风电场有功功率控制方法及系统

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电场有功功率控制方法及系统。

背景技术

由于全球气候变化，温室效应等环境问题日益严重，绿色可再生能源的开发和使用得到人们的关注。近年来风力发电在世界范围内迅猛发展，风电已具有与传统常规电源发电竞争的潜力，是目前最具有开发利用价值和技术最成熟的一种新能源和可再生能源。

由于风力发电能力由风力资源决定，单台风电机组和全场风电出力具有较大的波动性，风电场接收调度中心有功调度指令后需将调度需求分配到场内各风电机组，但是当调度指令变化过大或者风速突增时，会造成分发给风电场有功功率最大变化值超限，影响电网稳定性。2011年底，国家标准化管理委员会发布2011年第23号国家标准公告，批准《风电场接入电力系统技术规定》(GB/T 19963-2011)，该标准对1min及10min有功功率最大变化限值做出了要求，而以往的风电场有功功率控制方法却对此要求甚少提及。

因此，亟需一种风电场有功功率控制方法，以解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，从而满足电力系统安全稳定的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风电场有功功率控制方法及系统，以解决风电场有功功率最大变化限值超限的问题，满足电力系统安全稳定的要求。技术方案如下：

一种风电场有功功率控制方法，应用于风电场有功功率控制系统，包括：

以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；

基于预设时间内所述风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；

根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至所述允许调节的风电场有功功率最小值和所述允许调节的风电场有功功率最大值范围内；

根据所述实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。

优选的，当所述预设时间包括第一预设时间和第二预设时间，所述第一预设时间为60秒，所述第二预设时间为N分钟，N的取值大于1时，所述基于预设时间内所述风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值包括：

获取向前60秒的风电场公共耦合点的第一有功功率，将所述第一有功功率与所述前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之和作为所述前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值；

将所述第一有功功率与所述前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之差作为所述前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最小值；

获取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值，其中，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最大值为各自60秒内基于所述设定时间采集的最大的风电场公共耦合点的有功功率，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最小值为各自60秒内基于所述设定时间采集的最小的风电场公共耦合点的有功功率；

取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最大值中最大的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值；

取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最小值中最小的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值；

计算所述前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之和作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值；

计算所述前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值与所述前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之差作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值；

取所述风电场有功功率的第一最大值和所述风电场有功功率的第二最大值中最小的值作为所述允许调节的风电场有功功率最大值；

取所述风电场有功功率的第一最小值和所述风电场有功功率的第二最小值中最大的值作为所述允许调节的风电场有功功率最小值。

优选的，根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至所述允许调节的风电场有功功率最小值和所述允许调节的风电场有功功率最大值范围内，包括：

判断所述允许调节的风电场有功功率最小值、所述允许调节的风电场有功功率最大值与所述调度目标值的大小；

根据所述允许调节的风电场有功功率最小值、所述允许调节的风电场有功功率最大值与所述调度目标值的判断结果调整所述实际调度目标值；

若所述调度目标值不大于所述允许调节的风电场有功功率最小值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最小值；

若所述调度目标值不小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最大值；

若所述调度目标值大于所述允许调节的风电场有功功率最小值且小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将所述实际调度目标值调整为所述调度目标值。

优选的，所述根据所述实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令，包括：

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，根据所述每台风力发电机的状态信息，计算所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值，其中，所述状态信息包括当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，获取所述每个风力发电机的当前有功功率与所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值的差值，并将所述差值除以当前调度周期得到的商值作为所述每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，将所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值和所述每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至所述风力发电机组中每个风力发电机。

优选的，所述设定时间为1秒，所述第二预设时间为10分钟。

一种风电场有功功率控制系统，包括：

采集模块，用于以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；

计算模块，用于基于预设时间内所述风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；

调度范围调整模块，用于根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至所述允许调节的风电场有功功率最小值和所述允许调节的风电场有功功率最大值范围内；

发送模块，用于根据所述实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。

优选的，当所述预设时间包括第一预设时间和第二预设时间，所述第一预设时间为60秒，所述第二预设时间为N分钟，N的取值大于1时，所述计算模块包括：

第一计算单元，用于获取向前60秒的风电场公共耦合点的第一有功功率，将所述第一有功功率与所述前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之和作为所述前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值；将所述第一有功功率与所述前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之差作为所述前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最小值；

滚动计算单元，用于获取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值，其中，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最大值为各自60秒内基于所述设定时间采集的最大的风电场公共耦合点的有功功率，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最小值为各自60秒内基于所述设定时间采集的最小的风电场公共耦合点的有功功率；

第二计算单元，用于取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最大值中最大的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值；取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最小值中最小的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值；

第三计算单元，用于计算所述前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之和作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值；计算所述前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值与所述前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之差作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值；

第四计算单元，用于取所述风电场有功功率的第一最大值和所述风电场有功功率的第二最大值中最小的值作为所述允许调节的风电场有功功率最大值；取所述风电场有功功率的第一最小值和所述风电场有功功率的第二最小值中最大的值作为所述允许调节的风电场有功功率最小值。

优选的，所述调度范围调整模块包括：

判断单元，用于根据接收到的调度目标值判断所述允许调节的风电场有功功率最小值、所述允许调节的风电场有功功率最大值与所述调度目标值的大小；

触发调整单元，用于根据所述允许调节的风电场有功功率最小值、所述允许调节的风电场有功功率最大值与所述调度目标值的判断结果调整所述实际调度目标值；

第一调整单元，用于若所述调度目标值不大于所述允许调节的风电场有功功率最小值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最小值；

第二调整单元，用于若所述调度目标值不小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最大值；

第三调整单元，若所述调度目标值大于所述允许调节的风电场有功功率最小值且小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将所述实际调度目标值调整为所述调度目标值。

优选的，所述发送模块包括：

第五计算单元，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，根据所述每台风力发电机的状态信息，计算所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值，其中，所述状态信息包括当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态；

第六计算单元，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，根据所述每个风力发电机的当前有功功率与所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值的差值除以当前调度周期所得到的商值作为所述每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率；

发送单元，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，将所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值和所述每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至所述风力发电机组中每个风力发电机。

优选的，所述设定时间为1秒，所述第二预设时间为10分钟。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

以上本发明所提供的一种风电场有功功率控制方法和系统，风电场有功功率控制系统以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内；根据实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。基于上述公开的风电场有功功率控制方法解决了风电场有功功率最大变化限值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一公开的一种风电场有功功率控制方法流程图；

图2为本发明实施例二公开的一种风电场有功功率控制方法流程图；

图3为本发明实施例二公开的另一种风电场有功功率控制方法流程图；

图4为本发明实施例二公开的另一种风电场有功功率控制方法流程图；

图5为本发明实施例三公开的一种风电场有功功率控制系统结构示意图；

图6为本发明实施例四公开的一种风电场有功功率控制系统结构示意图；

图7为本发明实施例四公开的另一种风电场有功功率控制系统结构示意图；

图8为本发明实施例四公开的另一种风电场有功功率控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一公开的一种风电场有功功率控制方法，应用于风电场有功功率控制系统，流程图如图1所示，风电场有功功率控制方法包括：

S101，以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；

在执行步骤S101的过程中，风电场有功功率控制系统根据预设的设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率，优选的，设定时间为1秒，风电场有功功率控制系统每秒采集一次风电场公共耦合点的有功功率。

S102，基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；

在执行步骤S102的过程中，风电场有功功率控制系统基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值，优选的，当预设时间包括第一预设时间和第二预设时间，第一预设时间为60秒，第二预设时间为N分钟，N的取值大于1，风电场有功功率控制系统根据60秒内风电场公共耦合点的有功功率和第一预设有功功率最大变化限值计算前60秒内允许调节的风电场有功功率第一最大值和第一最小值，根据前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率和第二预设有功功率最大变化限值计算前N分钟内允许调节的风电场有功功率第二最大值和第二最小值；根据所述前60秒内允许调节的风电场有功功率第一最大值和所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率第二最大值计算允许调节的风电场有功功率最大值，根据所述前60秒内允许调节的风电场有功功率第一最小值和所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率第二最小值计算允许调节的风电场有功功率最小值。

S103，根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内；

在执行步骤S103的过程中，风电场有功功率控制系统根据接收到的调度目标值，通过将调度目标值与已计算得到的允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值进行比较，将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内。

S104，根据实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。

在执行步骤S104的过程中，针对风力发电机组中每个风力发电机，风电场有功功率控制系统根据每台风力发电机的状态信息计算每个风力发电机所对应的有功功率期望值和有功功率变化斜率，并将每个风力发电机所对应的有功功率期望值和每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至风力发电机组中每个风力发电机，其中，状态信息包括当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态。

本发明实施例公开的风电场有功功率控制方法，风电场有功功率控制系统以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内；根据实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。基于上述公开的风电场有功功率控制方法，可根据风电场公共耦合点有功功率及有功功率最大变化限值对风电场实际调度目标值进行有功功率限定，分步匀速实现调度目标值，解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

实施例二

基于上述本发明实施例一公开的一种风电场有功功率控制方法，如图1所示出的步骤S102中，当预设时间包括第一预设时间和第二预设时间，第一预设时间为60秒，第二预设时间为N分钟，N的取值大于1时，基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值的具体执行过程，如图2所示，包括如下步骤：

S201，获取向前60秒的风电场公共耦合点的第一有功功率，将第一有功功率与前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之和作为前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值；将第一有功功率与前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之差作为前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最小值；

在执行步骤S201的过程中，风电场有功功率控制系统根据第一预设时间60秒获取向前60秒的风电场公共耦合点的第一有功功率，并且根据预设的第一有功功率最大变化限值，将第一有功功率与前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之和作为前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值；将将第一有功功率与前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之差作为前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最小值。

S202，获取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值，其中，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最大值为各自60秒内基于设定时间采集的最大的风电场公共耦合点的有功功率，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最小值为各自60秒内基于设定时间采集的最小的风电场公共耦合点的有功功率；

在执行步骤S202的过程中，风电场有功功率控制系统根据第二预设时间N分钟，获取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率最大值和最小值，其中，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最大值为各自60秒内基于设定时间采集的最大的风电场公共耦合点的有功功率，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最小值为各自60秒内基于设定时间采集的最小的风电场公共耦合点的有功功率。优选的，当N为10、设定时间为1秒时，风电场有功功率控制系统根据获取的前9分钟内采集风电场公共耦合点的有功功率，比较前9分钟中每一分钟内60个风电场公共耦合点的有功功率，得到前9分钟中每一分钟各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值，即计算得到9个风电场公共耦合点的有功功率的最大值、9个风电场公共耦合点的有功功率的最小值。

S203，取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最大值中最大的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值；取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最小值中最小的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值；

在执行步骤S203的过程中，风电场有功功率控制系统根据得到的第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率最大值和最小值，取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最大值中最大的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值；取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最小值中最小的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值。优选的，当N为10、设定时间为1秒时，风电场有功功率控制系统根据计算得到9个风电场公共耦合点的有功功率的最大值取其中最大的值作为前9分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值，根据计算得到的9个风电场公共耦合点的有功功率的最小值取其中最小的值作为前9分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值。

S204，计算前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之和作为前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值；计算前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之差作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值；

在执行步骤S204的过程中，风电场有功功率控制系统根据得到的前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之和作为前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值；根据得到的前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之差作为前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值。优选的，当N为10、设定时间为1秒时，计算前9分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值与前10分钟预设的第二有功功率最大变化限值之和作为前10分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值，计算前9分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值与前10分钟预设的第二有功功率最大变化限值之差作为前10分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值。

S205，取风电场有功功率的第一最大值和风电场有功功率的第二最大值中最小的值作为允许调节的风电场有功功率最大值；取风电场有功功率的第一最小值和风电场有功功率的第二最小值中最大的值作为允许调节的风电场有功功率最小值；

在执行步骤S205的过程中，风电场有功功率控制系统根据风电场有功功率的第一最大值和风电场有功功率的第二最大值，取其中最小的值作为允许调节的风电场有功功率最大值；根据风电场有功功率的第一最小值和风电场有功功率的第二最小值，取其中最大的值作为允许调节的风电场有功功率最大值。优选的，当N为10、设定时间为1秒时，比较前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值与前10分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值的大小，取其中最小的值作为允许调节的风电场有功功率最大值；比较前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最小值与前10分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值的大小，取其中最大的值作为允许调节的风电场有功功率最小值。

本发明实施例公开的风电场有功功率控制方法，以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；当预设时间包括第一预设时间和第二预设时间，第一预设时间为60秒，第二预设时间为N分钟，N的取值大于1时，获取向前60秒的风电场公共耦合点的第一有功功率并计算前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值和第一最小值；获取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值；计算前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值；计算前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值和第二最小值；计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内；根据实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。基于上述公开的风电场有功功率控制方法，可根据风电场公共耦合点有功功率及有功功率最大变化限值对风电场实际调度目标值进行有功功率限定，分步匀速实现调度目标值，解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

基于上述本发明实施例一公开的一种风电场有功功率控制方法，如图1所示的步骤S103中，根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内的具体执行过程，如图3所示，包括如下步骤：

S301，判断允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的大小；

在执行步骤S301的过程中，风电场有功功率控制系统根据接收的调度目标值，判断计算得到的允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的大小。当到一个调度周期或者由于风速、机组状态等变化原因造成全场有功功率不满足调度目标值或者调度目标值变化的时候，需重新执行功率调度指令，即重新执行根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内这一执行步骤及其后续执行步骤。

S302，根据允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的判断结果调整实际调度目标值；

S303，若调度目标值不大于允许调节的风电场有功功率最小值，将实际调度目标值调整为允许调节的风电场有功功率最小值；

S304，若调度目标值不小于允许调节的风电场有功功率最大值，将实际调度目标值调整为允许调节的风电场有功功率最大值；

S305，若调度目标值大于允许调节的风电场有功功率最小值且小于允许调节的风电场有功功率最大值，将实际调度目标值调整为调度目标值。

本发明实施例公开的风电场有功功率控制方法，风电场有功功率控制系统以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；判断允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的大小；根据允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的判断结果调整实际调度目标值；若调度目标值不大于允许调节的风电场有功功率最小值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最小值；若调度目标值不小于允许调节的风电场有功功率最大值，将实际调度目标值调整为允许调节的风电场有功功率最大值；若调度目标值大于允许调节的风电场有功功率最小值且小于允许调节的风电场有功功率最大值，将实际调度目标值调整为调度目标值；根据所述实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。基于上述公开的风电场有功功率控制方法，可根据风电场公共耦合点有功功率及有功功率最大变化限值对风电场实际调度目标值进行有功功率限定，分步匀速实现调度目标值，解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

基于上述本发明实施例一公开的一种风电场有功功率控制方法，如图1所示的步骤S104中，根据实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令的具体执行过程，如图4所示，包括如下步骤：

S401，针对风力发电机组中每个风力发电机，根据每台风力发电机的状态信息，计算每个风力发电机所对应的有功功率期望值，其中，状态信息包括当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态；

在执行步骤S401的过程中，针对风力发电机组中每个风力发电机，根据每个风力发电机的当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态等状态信息，采用功率分配算法求得每个风力发电机所对应的有功功率期望值。

S402，针对风力发电机组中每个风力发电机，获取每个风力发电机的当前有功功率与每个风力发电机所对应的有功功率期望值的差值，并将差值除以当前调度周期得到的商值作为每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率；

在执行步骤S402的过程中，针对风力发电机组中每个风力发电机，根据每个风力发电机的当前功率、当前调度周期和每个风力发电机所对应的有功功率期望值计算得到每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率。

S403，针对所述风力发电机组中每个风力发电机，将每个风力发电机所对应的有功功率期望值和每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至风力发电机组中每个风力发电机。

本发明实施例公开的风电场有功功率控制方法，风电场有功功率控制系统以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内；针对风力发电机组中每个风力发电机，根据每台风力发电机的状态信息，计算每个风力发电机所对应的有功功率期望值，其中，状态信息包括当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态；针对风力发电机组中每个风力发电机，根据每个风力发电机的当前有功功率与每个风力发电机所对应的有功功率期望值的差值除以当前调度周期所得到的商值作为每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率；针对风力发电机组中每个风力发电机，将每个风力发电机所对应的有功功率期望值和每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至风力发电机组中每个风力发电机。基于上述公开的风电场有功功率控制方法，可根据风电场公共耦合点有功功率及有功功率最大变化限值对风电场实际调度目标值进行有功功率限定，分步匀速实现调度目标值，解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

实施例三

基于上述本发明各实施例提供的风电场有功功率控制方法，本实施例三则对应公开了执行上述风电场有功功率控制方法的一种风电场有功功率控制系统，其结构示意图如图5所示，风电场有功功率控制系统500包括：

采集模块501，用于以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；

计算模块502，用于基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；

调度范围调整模块503，用于根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内；

发送模块504，用于根据实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。

本发明实施例公开的风电场有功功率控制系统，通过采集模块以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；计算模块基于预设时间内风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；调度范围调整模块根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至允许调节的风电场有功功率最小值和允许调节的风电场有功功率最大值范围内；发送模块根据实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。基于本实施例公开的风电场有功功率控制系统，可根据风电场公共耦合点有功功率及有功功率最大变化限值对风电场实际调度目标值进行有功功率限定，分步匀速实现调度目标值，解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

实施例四

结合上述实施例三公开的风电场有功功率控制系统，本实施例四还公开了一种风电场有功功率控制系统，其结构示意图如图6所示，

其中，当预设时间包括第一预设时间和第二预设时间，第一预设时间为60秒，第二预设时间为N分钟，N的取值大于1时，计算模块502包括：

第一计算单元5021，用于获取向前60秒的风电场公共耦合点的第一有功功率，将第一有功功率与前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之和作为前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值；将第一有功功率与前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之差作为前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最小值；

滚动计算单元5022，用于获取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值，其中，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最大值为各自60秒内基于设定时间采集的最大的风电场公共耦合点的有功功率，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最小值为各自60秒内基于设定时间采集的最小的风电场公共耦合点的有功功率；

第二计算单元5023，用于取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最大值中最大的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值；取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最小值中最小的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值；

第三计算单元5024，用于计算前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之和作为前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值；计算前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之差作为前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值；

第四计算单元5025，用于取风电场有功功率的第一最大值和风电场有功功率的第二最大值中最小的值作为允许调节的风电场有功功率最大值；取风电场有功功率的第一最小值和风电场有功功率的第二最小值中最大的值作为允许调节的风电场有功功率最小值。

在本实施例公开的风电场有功功率控制系统中，计算模块中第一计算单元，计算前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值和第一最小值；滚动计算单元，获取第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值；第二计算单元，计算前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值；第三计算单元，计算前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值和第二最小值；第四计算单元，比较风电场有功功率的第一最大值与风电场有功功率的第二最大值得到允许调节的风电场有功功率最大值，比较风电场有功功率的第一最小值与风电场有功功率的第二最小值得到允许调节的风电场有功功率最小值。基于本实施例公开的风电场有功功率控制系统，可根据风电场公共耦合点有功功率及有功功率最大变化限值对风电场实际调度目标值进行有功功率限定，分步匀速实现调度目标值，解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

结合上述实施例三公开的风电场有功功率控制系统，本实施例四还公开了一种风电场有功功率控制系统，其结构示意图如图7所示，

其中，调度范围调整模块503包括：

判断单元5031，用于根据接收到的调度目标值判断允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的大小；

触发调整单元5032，用于根据允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的判断结果调整实际调度目标值；

第一调整单元5033，用于若调度目标值不大于允许调节的风电场有功功率最小值，将实际调度目标值调整为允许调节的风电场有功功率最小值；

第二调整单元5034，用于若调度目标值不小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将实际调度目标值调整为允许调节的风电场有功功率最大值；

第三调整单元5035，用于若调度目标值大于允许调节的风电场有功功率最小值且小于允许调节的风电场有功功率最大值，将实际调度目标值调整为所述调度目标值。

在本实施例公开的风电场有功功率控制系统中，调度范围调整模块中判断模块，可根据接收到的调度目标值判断允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的大小；触发调整单元，根据允许调节的风电场有功功率最小值、允许调节的风电场有功功率最大值与调度目标值的判断结果调整实际调度目标值；第一调整单元，若调度目标值不大于允许调节的风电场有功功率最小值，将实际调度目标值调整为允许调节的风电场有功功率最小值；第二调整单元，若调度目标值不小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将实际调度目标值调整为允许调节的风电场有功功率最大值；第三调整单元，若调度目标值大于允许调节的风电场有功功率最小值且小于允许调节的风电场有功功率最大值，将实际调度目标值调整为所述调度目标值。基于本实施例公开的风电场有功功率控制系统，可根据风电场公共耦合点有功功率及有功功率最大变化限值对风电场实际调度目标值进行有功功率限定，分布匀速实现调度目标值，解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

结合上述实施例三公开的风电场有功功率控制系统，本实施例四还公开了一种风电场有功功率控制系统，其结构示意图如图8所示，

其中，发送模块504包括：

第五计算单元5041，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，根据每台风力发电机的状态信息，计算每个风力发电机所对应的有功功率期望值，其中，状态信息包括当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态；

第六计算单元5042，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，根据每个风力发电机的当前有功功率与每个风力发电机所对应的有功功率期望值的差值除以当前调度周期所得到的商值作为每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率；

发送单元5043，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，将每个风力发电机所对应的有功功率期望值和每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至风力发电机组中每个风力发电机。

在本实施例公开的风电场有功功率控制系统中，针对风力发电机组中每个风力发电机，发送模块中第五计算中单元计算每个风力发电机所对应的有功功率期望值；第六计算单元计算每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率；发送单元，将每个风力发电机所对应的有功功率期望值和每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至风力发电机组中每个风力发电机。基于本实施例公开的风电场有功功率控制系统，可根据风电场公共耦合点有功功率及有功功率最大变化限值对风电场实际调度目标值进行有功功率限定，分布匀速实现调度目标值，解决风电场有功功率最大变化值超限的问题，满足电力系统安全稳定运行的要求。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风电场有功功率控制方法，其特征在于，应用于风电场有功功率控制系统，包括：

以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；

基于预设时间内所述风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；

根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至所述允许调节的风电场有功功率最小值和所述允许调节的风电场有功功率最大值范围内；

根据所述实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述预设时间包括第一预设时间和第二预设时间，所述第一预设时间为60秒，所述第二预设时间为N分钟，N的取值大于1时，所述基于预设时间内所述风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值包括：

获取向前60秒的风电场公共耦合点的第一有功功率，将所述第一有功功率与所述前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之和作为所述前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值；

将所述第一有功功率与所述前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之差作为所述前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最小值；

获取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值，其中，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最大值为各自60秒内基于所述设定时间采集的最大的风电场公共耦合点的有功功率，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最小值为各自60秒内基于所述设定时间采集的最小的风电场公共耦合点的有功功率；

取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最大值中最大的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值；

取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最小值中最小的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值；

计算所述前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之和作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值；

计算所述前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值与所述前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之差作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值；

取所述风电场有功功率的第一最大值和所述风电场有功功率的第二最大值中最小的值作为所述允许调节的风电场有功功率最大值；

取所述风电场有功功率的第一最小值和所述风电场有功功率的第二最小值中最大的值作为所述允许调节的风电场有功功率最小值。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至所述允许调节的风电场有功功率最小值和所述允许调节的风电场有功功率最大值范围内，包括：

判断所述允许调节的风电场有功功率最小值、所述允许调节的风电场有功功率最大值与所述调度目标值的大小；

根据所述允许调节的风电场有功功率最小值、所述允许调节的风电场有功功率最大值与所述调度目标值的判断结果调整所述实际调度目标值；

若所述调度目标值不大于所述允许调节的风电场有功功率最小值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最小值；

若所述调度目标值不小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最大值；

若所述调度目标值大于所述允许调节的风电场有功功率最小值且小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将所述实际调度目标值调整为所述调度目标值。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令，包括：

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，根据所述每台风力发电机的状态信息，计算所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值，其中，所述状态信息包括当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，获取所述每个风力发电机的当前有功功率与所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值的差值，并将所述差值除以当前调度周期得到的商值作为所述每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，将所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值和所述每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至所述风力发电机组中每个风力发电机。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述设定时间为1秒，所述第二预设时间为10分钟。

6.一种风电场有功功率控制系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于以设定时间为单位采集风电场公共耦合点的有功功率；

计算模块，用于基于预设时间内所述风电场公共耦合点的有功功率和预设有功功率最大变化限值计算允许调节的风电场有功功率最大值和最小值；

调度范围调整模块，用于根据接收到的调度目标值将实际调度目标值调整至所述允许调节的风电场有功功率最小值和所述允许调节的风电场有功功率最大值范围内；

发送模块，用于根据所述实际调度目标值，向风力发电机组发送携带有有功功率匀速变化状态的控制指令。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，当所述预设时间包括第一预设时间和第二预设时间，所述第一预设时间为60秒，所述第二预设时间为N分钟，N的取值大于1时，所述计算模块包括：

第一计算单元，用于获取向前60秒的风电场公共耦合点的第一有功功率，将所述第一有功功率与所述前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之和作为所述前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最大值；将所述第一有功功率与所述前60秒预设的第一有功功率最大变化限值之差作为所述前60秒内允许调节的风电场有功功率的第一最小值；

滚动计算单元，用于获取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟内各自的风电场公共耦合点的有功功率的最大值和最小值，其中，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最大值为各自60秒内基于所述设定时间采集的最大的风电场公共耦合点的有功功率，每一分钟的风电场公共耦合点的有功功率的最小值为各自60秒内基于所述设定时间采集的最小的风电场公共耦合点的有功功率；

第二计算单元，用于取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最大值中最大的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值；取所述第二预设时间内第1分钟至第N-1分钟的N-1个风电场公共耦合点的有功功率的最小值中最小的值作为前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值；

第三计算单元，用于计算所述前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最小值与前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之和作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最大值；计算所述前N-1分钟内风电场公共耦合点的有功功率的最大值与所述前N分钟预设的第二有功功率最大变化限值之差作为所述前N分钟内允许调节的风电场有功功率的第二最小值；

第四计算单元，用于取所述风电场有功功率的第一最大值和所述风电场有功功率的第二最大值中最小的值作为所述允许调节的风电场有功功率最大值；取所述风电场有功功率的第一最小值和所述风电场有功功率的第二最小值中最大的值作为所述允许调节的风电场有功功率最小值。

8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述调度范围调整模块包括：

判断单元，用于根据接收到的调度目标值判断所述允许调节的风电场有功功率最小值、所述允许调节的风电场有功功率最大值与所述调度目标值的大小；

触发调整单元，用于根据所述允许调节的风电场有功功率最小值、所述允许调节的风电场有功功率最大值与所述调度目标值的判断结果调整所述实际调度目标值；

第一调整单元，用于若所述调度目标值不大于所述允许调节的风电场有功功率最小值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最小值；

第二调整单元，用于若所述调度目标值不小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将所述实际调度目标值调整为所述允许调节的风电场有功功率最大值；

第三调整单元，若所述调度目标值大于所述允许调节的风电场有功功率最小值且小于所述允许调节的风电场有功功率最大值，将所述实际调度目标值调整为所述调度目标值。

9.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述发送模块包括：

第五计算单元，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，根据所述每台风力发电机的状态信息，计算所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值，其中，所述状态信息包括当前风速、通讯状态、运行状态和是否允许调节状态；

第六计算单元，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，根据所述每个风力发电机的当前有功功率与所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值的差值除以当前调度周期所得到的商值作为所述每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率；

发送单元，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，将所述每个风力发电机所对应的有功功率期望值和所述每个风力发电机所对应的有功功率变化斜率发送至所述风力发电机组中每个风力发电机。

10.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述设定时间为1秒，所述第二预设时间为10分钟。