CN107346894B - 一种风电场发电量控制方法及风电场能量控制平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电场发电量控制方法及风电场能量控制平台，风能量控制平台检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；若处于有功功率调度状态，接收携带有当前调度限值的调度指令并计算风电场总有功功率，比较两者大小；若当前调度限值大于所述风电场总有功功率，计算并判断两者差值是否在预设允许误差范围内；若否，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；若是，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；其中，向风力发电机组发送的最大出力状态包括风力发电机对应的最大出力功率。基于上述公开的风电场发电量控制方法解决了风速不佳时风力发电机组响应速度与最大出力不可兼得的问题。

Description

一种风电场发电量控制方法及风电场能量控制平台

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发电量控制方法及风电场能量控制平台。

背景技术

近年来风力发电技术快速发展，大规模风力发电机组并网发电后，由于风能的波动性和间歇性，风场有功功率的波动性对电网供需平衡、系统安全带来巨大挑战，尤其在风能密集区域，超出了地区最大容纳能力。调度部门依据电网允许上网用量，实时调度各个风电场的上网用量，风电场能量控制平台在接收到调度指令后，参考风力发电机组运行状态，像风力发电组分配最大出力定值。

现有技术中，按照功率限制分类，风力发电机有三种控制模式，即“自由发电”模式、“功率优先”模式和“转速优先”模式。在非调度状态下，风力发电组在“自由发电”模式下进行发电，如图1曲线Y所示，风力发电机在额定转速以下，处于“最优λ模式”，即风力发电机叶片的叶尖速同风速呈最佳比例状态，风力发电组获得最大发电量；在有功功率调度状态下，风力发电机组需要快速响应能量管理平台下发的最大出力功率，调用有关的限功率控制策略，限定风力发电机组出力，使其尽可能达到或接近最大出力功率。

目前常用的限功率运行模式主要由两种类型，一种为“功率优先”模式，如图2所示，在此限功率模式下，风力发电机转速和功率控制仍按“最优λ模式”即曲线B运行，仅限定风力发电机最大出力，当风力发电机在最大出力下方运行时，转速随风速的变化呈现不断调整的状态；

另一种为“转速优先”模式，如图3所示，在此限功率模式下，风力发电机功率控制由正常运行的曲线A通过提升发电机转速调整至曲线C状态，再限定风力发电机最大出力功率。当风力发电机在最大出力功率下方运行时，转速呈现出无调整的状态。

以上两种限功率运行模式使用过程中相对独立，单一机组仅采取其中一种作为限功率运行策略。在“功率优先”模式下，风力发电机在最大转速之下能够达到最大出力，但是由于转速响应迟钝导致风力发电机功率响应慢，动态跟随性差，控制精度偏低；在“转速优先”模式下，风力发电机响应快，控制精度高，但是在转速受控但还未达到指定的最大出力的时间段，风力发电机不能达到最大出力。

因此，亟需一种兼顾风力发电机组响应速度和最大出力的控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风电场发电量控制方法及风电场能量控制平台，以兼顾风力发电机响应速度和最大出力。技术方案如下：

一种风电场发电量控制方法，应用于风电场能量控制平台，包括：

检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；

当检测到所述风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率；

比较所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的大小；

当所述当前调度限值大于所述风电场总有功功率时，计算并判断所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；

若否，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；

若是，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；

其中，向所述风力发电机组发送的所述最大出力状态包括所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。

优先的，还包括：当所述当前调度限值不大于所述风电场总有功功率时，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令。

优先的，还包括：当检测到所述风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向所述风力发电机组发送自由发电控制指令。

优先的，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令，包括：

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机所对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机按照最佳叶片速比运行；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

优先的，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令，包括：

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，控制所述每个风力发电机提高转速至各自所对应的额定转速处；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与所述各自所对应的风速阈值的大小；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机按照所述当前风速运行；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

一种风电场能量控制平台，包括：

检测模块，用于检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；当检测到所述风力发电机组处于有功功率调度状态时，向接收模块发送第一检测结果；当检测到所述风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向发送模块发送第二检测结果；

所述接收模块，用于接收所述第一检测结果，并根据所述第一检测结果接收携带有当前调度限值的调度指令并向比较模块发送所述当前调度限值；

第一计算模块，用于根据所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率并向所述比较模块发送所述风电场总有功功率；

比较模块，用于接收所述当前调度限值和所述风电场总有功功率，比较所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的大小；当所述当前调度限值大于所述风电场总有功功率时，向第二计算模块发送携带有所述当前调度限值和所述风电场总有功功率的第一比较结果；当所述当前调度限值不大于所述风电场总有功功率时，向所述发送模块发送第二比较结果；

所述第二计算模块，用于接收所述携带有所述当前调度限值和所述风电场总有功功率的第一比较结果，根据所述携带有所述当前调度限值和所述风电场总有功功率的第一比较结果计算所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的差值，并向第一判断模块发送所述差值；

第一判断模块，用于接收所述差值并判断所述差值是否在预设误差范围内；若否，向所述发送模块发送第一判断结果；若是，向所述发送模块发送第二判断结果；

所述发送模块，用于接收所述第一判断模块发送的判断结果，并根据所述判断结果向所述风力发电机组发送控制指令；若接收所述第一判断结果，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；若接收所述第二判断结果，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；其中，向所述风力发电机组发送的所述最大出力状态包括所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。

优先的，所述发送模块还用于接收所述第二比较结果，并根据所述第二比较结果向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令。

优先的，所述发送模块还用于接收所述第二检测结果，并根据所述第二检测结果向所述风力发电机组发送自由发电控制指令。

优先的，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令的所述发送模块，包括：

所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令的所述发送模块，包括：

第二判断模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机所对应的最大出力功率时，向第一控制模块发送第三判断结果；当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，向第二控制模块发送第四判断结果；

所述第一控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，接收所述第三判断结果并控制所述风力发电机按照最佳叶片速比运行；

所述第二控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，接收所述第四判断结果并控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

优先的，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令的所述发送模块，包括：

第三控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，控制所述每个风力发电机提高转速至各自所对应的额定转速处；

第三判断模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与所述各自所对应的风速阈值的大小；当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，向第四控制模块发送第五判断结果；当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，向第五控制模块发送第六判断结果；

所述第四控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，接收所述第五判断结果并控制所述风力发电机按照所述当前风速运行；

所述第五控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，接收所述第六判断结果并控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

相较与现有技术，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发电量控制方法及风电场能量控制平台，通过风电场能量控制平台检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；当检测到风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据风力发电机组的风力发电机的当前风速和功率计算风电场总有功功率；比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；若当前调度限值大于风电场总有功功率，计算并判断当前调度限值与风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；若否，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；若是，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；其中，向风力发电机组发送的最大出力状态包括风力发电机组中的风力发电机对应的最大出力功率；若当前调度限值不大于风电场总有功功率时，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；当检测到风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向风力发电机组发送自由发电控制指令。基于上述公开的风电场发电量控制方法兼顾了风力发电机组响应速度和最大出力，即在风况较差时最大限度的利用风资源，保证风力发电机组达到最大出力；在风况较好时快速响应最大出力功率，保证良好的动态跟随性和控制精度。

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为非调度状态下，风力发电机在“自由发电”模式下发电曲线；

图2为有功功率调度状态下，风力发电机在“功率优先”模式下发电曲线；

图3为有功功率调度状态下，风力发电机在“转速优先”模式下发电曲线；

图4为本发明实施例一公开的一种风电场发电量控制方法流程图；

图5为本发明实施例二公开的一种风电场发电量控制方法流程图；

图6为本发明实施例三公开的一种风电场发电量控制方法流程图；

图7为本发明实施例三公开的另一种风电场发电量控制方法流程图；

图8为本发明实施例四公开的一种风电场能量控制平台的结构示意图；

图9为本发明实施例五公开的一种风电场能量控制平台的结构示意图；

图10为本发明实施例五公开的另一种风电场能量控制平台的另一种结构示意图。

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

本发明实施例公开的一种风电场发电量控制方法，应用于风电场能量控制平台，流程图如图4所示，风电场发电量控制方法包括：

S401，检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；

在执行步骤S401的过程中，风力发电机组中至少包括2个或2个以上的风力发电机，风电场能量控制平台检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；可选的，若风力发电机组中部分风力发电机处于有功功率调度状态，部分风力发电机未处于有功功率调度状态，则风电场能量控制平台对处于调度状态的部分风力发电机执行相关的限功率控制，对未处于调度状态的部分风力发电机发送自由发电控制指令。

S402，当检测到风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率；

在执行步骤S402的过程中，当风电场能量控制平台接收到风力发电机组发送的处于有功功率调度状态信号时，风电场能量控制平台接收调度部门发送的携带有当前调度限值的调度指令，并且由于风力发电机组分布很广，每台风力发电机的风速不同，相应的当前功率也不同，风电场能量控制平台根据风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率来计算风电场总有功功率。

S403，比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；

S404，当当前调度限值大于风电场总有功功率时，计算并判断当前调度限值与风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；

在执行步骤S404过程中，风电场能量控制平台判断得到当前调度限值大于风电场总有功功率时，计算当前调度限值与风电场总有功功率的差值并判断所述差值是否在获取的预设允许误差范围内，其中，预设允许误差范围可根据实际情况进行设定，一般为风电场总有功功率的10％左右。

S405，若否，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；

在执行步骤S405过程中，风电场能量控制平台判断当前调度限值与风电场总有功功率的差值不在预设允许误差范围内时，风电场能量控制平台向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先的控制指令，其中，最大出力状态包括风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。即若当前风速偏低，使得风力发电机在最大出力功率以下时，风力发电机按照图2中曲线B运行即风力发电机转速与当前风速同相变化达到风力发电机自身的最大出力；若当前风速偏高，使得风力发电机的发电功率达到或高于最大出力功率，风力发电机调整变桨角度降低风能的吸收能力使其一直保持最大出力功率状态。

S406，若是，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；

在执行步骤S406过程中，风电场能量控制平台判断当前调度限值与风电场总有功功率的差值在预设允许误差范围内时，风电场能量控制平台向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先的控制指令，其中，最大出力状态包括风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。如图3所示，风电场能量控制平台控制风力发电机由正常运行的曲线A通过降低转矩提升转速调整至额定转速，当转速达到额定转速时，风力发电机始终保持在曲线C状态，再限定风力发电机的最大出力功率。若当前风速偏低，使得风力发电机在最大出力功率以下时，风力发电机根据实际风况运行；若当前风速偏高，使得风力发电机达到最大出力功率，风力发电机调整变桨角度降低风能的吸收能力使其一直保持最大出力功率状态，转速无需再调整。

其中，向风力发电机组发送的所述最大出力状态包括风力发电机组中的风力发电机对应的最大出力功率。

本发明实施例公开的风电场发电量控制方法，风电场能量控制平台检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；当检测到风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率；比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；若当前调度限值大于风电场总有功功率，计算并判断当前调度限值与风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；若否，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；若是，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；其中，向风力发电机组发送的所述最大出力状态包括风力发电机组中的风力发电机对应的最大出力功率。基于上述公开的风电场发电量控制方法可在风力发电机组处于有功功率调度状态下，当前调度限值大于风电场总有功功率时根据风力发电机组当前风速切换功率优先控制指令和转速优先控制指令，兼顾风力发电机组的响应速度和最大出力，即在风况较差时最大限度的利用风资源，保证风力发电机组达到最大出力；在风况较好时快速响应最大出力功率，保证良好的动态跟随性和控制精度。

实施例二

基于上述本发明实施例一公开的一种风电场发电量控制方法，本实施例二公开了另一种风电场发电量控制方法，流程图如图5所示，包括：

S401，检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；

S402，当检测到所述风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率；

S502，当检测到风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向风力发电机组发送自由发电控制指令；

在执行步骤S502过程中，当风电场能量控制平台判断风力发电机组不处于有功功率调度状态时，向风力发电机组发送自由发电控制指令，即按照图1中曲线Y所示，风力发电机组中每个风力发电机转速与所对应的当前风速同相变化达到其最大出力且发电功率最稳定，在曲线Y以上或以下都存在功率不稳定性。

S403，比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；

S404，当当前调度限值大于所述风电场总有功功率时，计算并判断所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；

S501，当当前调度限值不大于所述风电场总有功功率时，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；

在执行步骤S501过程中，当风电场能量控制平台的当前调度限值小于或等于风电场总有功功率时，风电场能量控制平台向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先的控制指令，其中，最大出力状态包括风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。如图3所示，风力发电机由正常运行的曲线A通过降低转矩提升转速调整至额定转速，当转速达到额定转速时，风力发电机始终保持在曲线C状态，再限定风力发电机的最大出力功率。若当前风速偏低，使得风力发电机在最大出力功率以下时，风力发电机根据实际风况运行；若当前风速偏高，使得风力发电机达到最大出力功率，风力发电机调整变桨角度降低风能的吸收能力使其一直保持最大出力功率状态，转速无需再调整。

S405，若否，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；

S406，若是，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；

其中，向风力发电机组发送的最大出力状态包括风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。

在本发明实施例二公开的风电场能量控制方法中，S401～S406的执行过程与上述实施例一的S401～S406一致，这里不再赘述，请参照本发明实施例一公开的部分。本发明实施例公开的风电场发电量控制方法，风电场能量控制平台检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；当检测到风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向风力发电机组发送自由发电控制指令；当检测到风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据风力发电机组的风力发电机的当前风速和功率计算风电场总有功功率；比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；若当前调度限值不大于所述风电场总有功功率，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令，其中，向风力发电机组发送的所述最大出力状态包括风力发电机组中的风力发电机对应的最大出力功率。基于上述公开的风电场发电量控制方法可在风力发电机组未处于有功功率调度状态下向风力发电机组发送自由发电控制指令，控制风力发电机组在最佳叶片速比的状态下运行以保证达到最大发电功率；在风力发电机组处于有功功率调度状态下，当前调度限值不大于风电场总有功功率时向风力发电机组发送转速优先控制指令，保证在风况较好时快速响应最大出力功率，保证良好的动态跟随性和控制精度。

实施例三

基于上述本发明实施例一和实施例二公开的一种风电场发电量控制方法，如图4、图5所示出的步骤S405中，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令的具体执行过程如图6所示，包括如下步骤：

S601，针对风力发电机组中每个风力发电机，判断每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；

在执行步骤S601的过程中，风电场能量控制平台根据风力发电机组中每个风力发电机的当前风速向每个风力发电机发送带有其相应的最大出力功率的功率优先控制指令，即针对风力发电机组中每个风力发电机的最大出力功率都有相应的风速阈值，风电场能量控制平台通过判断风力发电机组中每个风力发电机的当前风速与所对应的风速阈值的大小进而发送不同的控制指令。

S602，针对风力发电机组中每个风力发电机，当当前风速低于风速阈值，使风力发电机的功率低于风力发电机所对应的最大出力功率时，控制风力发电机按照最佳叶片速比运行；

在执行步骤S602的过程中，针对风力发电机组中每个风力发电机，风电场能量控制平台判断风力发电机的当前风速低于所对应的风速阈值使得风力发电机的发电功率低于其对应的最大出力功率，即当风况较差时，风电场能量控制平台控制风力发电机按照图2中曲线B运行即风力发电机转速与当前风速同相变化达到其最大出力，叶片速比大于或小于最佳叶片速比时均不能达到其最大出力。

S603，针对风力发电机组中每个风力发电机，当当前风速不低于风速阈值，使风力发电机的功率不低于风力发电机对应的最大出力功率时，控制风力发电机调整变桨角度以限定风力发电机的功率在风力发电机对应的最大出力功率处。

本发明实施例公开的风电场发电量控制方法，风电场能量控制平台检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；当检测到风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据风力发电机组的风力发电机的当前风速和功率计算风电场总有功功率；比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；若当前调度限值大于风电场总有功功率，计算并判断当前调度限值与风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；若否，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；针对风力发电机组中每个风力发电机，判断每个风力发电机当前风速与风速阈值的大小；当当前风速低于风速阈值使风力发电机的功率低于对应的最大出力功率时，控制风力发电机按照最佳叶片速比运行；当当前风速不低于风速阈值使风力发电机的功率不低于对应的最大出力功率时，控制风力发电机调整变桨角度以限定风力发电机的功率在对应的最大出力功率处。基于上述公开的风电场发电量控制方法可在风力发电机组处于有功功率调度状态下，当前调度限值大于风电场总有功功率且不在预设允许误差范围内时向风力发电机组发送功率优先控制指令，在风况较差时最大限度利用风资源，保证风力发电机组达到最大出力。

基于上述本发明实施例一和实施例二中公开的一种风电场发电量控制方法，如图4、5示出的步骤S406，以及图5示出的步骤S501中，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令的具体执行过程，如图7所示，包括如下步骤：

S701，针对风力发电机组中每个风力发电机，控制每个风力发电机提高转速至各自所对应的额定转速处；

在执行步骤S701过程中，风电场能量控制平台向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令后，如图3所示，风电场能量控制平台控制风力发电机由正常运行的曲线A通过降低转矩提升转速调整至额定转速，当转速达到额定转速时，风力发电机始终保持在曲线C状态。

S702，针对风力发电机组中每个风力发电机，判断每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；

在执行步骤S702过程中，由于风电场能量控制平台根据风力发电机组中每个风力发电机的当前风速向每个风力发电机发送带有其相应的最大出力功率的转速优先控制指令，即针对风力发电机组中每个风力发电机的最大出力功率都有相应的风速阈值，风电场能量控制平台通过判断风力发电机组中每个风力发电机的当前风速与所对应的风速阈值的大小进而发送不同的控制指令。

S703，针对风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速低于风速阈值，使风力发电机的功率低于风力发电机对应的最大出力功率时，控制风力发电机按照当前风速运行；

在执行步骤S703的过程中，针对风力发电机组中每个风力发电机，风电场能量控制平台判断风力发电机的当前风速低于所对应的风速阈值使得风力发电机的发电功率低于其对应的最大出力功率时，即风速较差时，风电场能量控制平台控制风力发电机根据当前的风速运行。

S704，针对风力发电机组中每个风力发电机，当当前风速不低于风速阈值，使风力发电机的功率不低于风力发电机对应的最大出力功率时，控制风力发电机调整变桨角度以限定风力发电机的功率在风力发电机对应的最大出力功率处。

在执行步骤的S704过程中，针对风力发电机组中每个风力发电机，风电场能量控制平台判断风力发电机的当前风速不低于所对应的风速阈值使得风力发电机的发电功率不低于其对应的最大出力功率时，即风速较好时，风电场能量控制平台会通过调整变桨角度降低风力发电机对风能的吸收能力，限定风力发电机的功率在对应的最大功率处。

本发明实施例公开的风电场发电量控制方法，风电场能量控制平台检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；当检测到风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据风力发电机组的风力发电机的当前风速和功率计算风电场总有功功率；比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；若当前调度限值不大于风电场总有功功率时向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；若当前调度限值大于风电场总有功功率，计算并判断当前调度限值与风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；若否，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；针对风力发电机组中每个风力发电机，风电场能量控制平台控制所述风力发电机提高转速至额定转速处；判断每个风力发电机的当前风速与各自对应的风速阈值的大小；当当前风速低于风速阈值使风力发电机功率低于对应的最大出力功率时，控制风力发电机按照当前风速运行；当当前风速不低于风速阈值使风力发电机功率不低于对应的最大出力功率时，控制风力发电机调整变桨角度以限定风力发电机的功率在对应的最大出力功率处。基于上述公开的风电场发电量控制方法可在风力发电机组处于有功功率调度状态下，当前调度限值不大于风电场总有功功率或当前调度限值大于风电场总有功功率但在预设允许误差范围内时向风力发电机组发送转速优先控制指令，在风况较好时快速响应最大出力功率，提供良好的动态跟随性和控制精度。

实施例四

基于上述本发明各实施例提供的风电场发电量控制方法，本实施例四则对应公开了执行上述风电场发电量控制方法的一种风电场能量控制平台，其结构示意图如图8所示，风电场能量控制平台800包括：

检测模块801，用于检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；当检测到风力发电机组处于有功功率调度状态时，向接收模块发送第一检测结果；当检测到风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向发送模块发送第二检测结果；

接收模块802，用于接收第一检测结果，并根据第一检测结果接收携带有当前调度限值的调度指令并向比较模块发送所述当前调度限值；

第一计算模块803，用于根据风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率并向比较模块发送所述风电场总有功功率；

比较模块804，用于接收当前调度限值和风电场总有功功率，比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；当当前调度限值大于风电场总有功功率时，向第二计算模块发送携带有当前调度限值和风电场总有功功率的第一比较结果；当当前调度限值不大于风电场总有功功率时，向发送模块发送第二比较结果；

第二计算模块805，用于接收携带有所述当前调度限值和所述风电场总有功功率的第一比较结果，根据携带有所述当前调度限值和所述风电场总有功功率的第一比较结果计算当前调度限值与风电场总有功功率的差值，并向第一判断模块发送差值；

第一判断模块806，用于接收所述差值并判断所述差值是否在预设误差范围内；若否，向发送模块发送第一判断结果；若是，向发送模块发送第二判断结果；

发送模块807，用于接收第一判断模块发送的判断结果，并根据判断结果向风力发电机组发送控制指令；若接收第一判断结果，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；若接收第二判断结果，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；其中，向风力发电机组发送的最大出力状态包括风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。

优选的，发送模块807还用于接收第二比较结果，并根据第二比较结果向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令。

优选的，发送模块807还用于接收第二检测结果，并根据第二检测结果向风力发电机组发送自由发电控制指令。

本发明实施例公开的风电场能量控制平台，通过检测模块检测风力发电机是否处于有功功率调度状态，若检测到风力发电机组未处于有功功率调度状态，发送模块向风力发电机组发送自由发电控制指令；若检测到风力发电机组处于有功功率调度状态，接收模块接收携带有当前调度限值的调度指令，第一计算模块根据风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率并向比较模块发送所述风电场总有功功率，比较模块比较当前调度限值与风电场总有功功率的大小；若当前调度限值不大于风电场总有功功率，发送模块向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；若当前调度限值大于风电场总有功功率，第二计算模块计算当前调度限值与风电场总有功功率的差值，第一判断模块判断差值是否在预设误差范围内；若差值不在预设误差范围内，发送模块向风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；若差值在预设误差范围内，发送模块向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；其中，向风力发电机组发送的最大出力状态包括风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。基于本实施例公开的风电场能量控制平台，可兼顾风力发电机组响应速度和最大出力，即在风况较差时最大限度的利用风资源，保证风力发电机组达到最大出力；在风况较好时快速响应最大出力功率，保证良好的动态跟随性和控制精度。

实施例五

结合上述实施例四公开的一种风电场能量控制平台，本实施例五还公开了一种风电场能量控制平台，其结构示意图如图9所示，

其中，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令的发送模块807包括：

第二判断模块8070，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，判断每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；当当前风速低于风速阈值，使风力发电机的功率低于风力发电机所对应的最大出力功率时，向第一控制模块发送第三判断结果；当当前风速不低于风速阈值，使风力发电机的功率不低于风力发电机对应的最大出力功率时，向第二控制模块发送第四判断结果；

第一控制模块8071，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，接收第三判断结果并控制风力发电机按照最佳叶片速比运行；

第二控制模块8072，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，接收第四判断结果并控制风力发电机调整变桨角度以限定风力发电机的功率在风力发电机对应的最大出力功率处。

本实施例公开的风电场能量控制平台中，发送模块可发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令，针对风力发电机组中每个风力发电机，第二判断模块判断每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；当当前风速低于风速阈值，使风力发电机的功率低于风力发电机所对应的最大出力功率时，第一控制模块控制风力发电机按照最佳叶片速比运行；当当前风速不低于风速阈值，使风力发电机的功率不低于风力发电机对应的最大出力功率时，第二控制模块控制风力发电机调整变桨角度以限定风力发电机的功率在风力发电机对应的最大出力功率处。基于本实施例公开的风电场能量控制平台，在风力发电机组处于有功功率调度状态下，当前调度限值大于风电场总有功功率且不在预设允许误差范围内时向风力发电机组发送功率优先控制指令，在风况较差时最大限度利用风资源，保证风力发电机组达到最大出力。

结合上述实施例四公开的一种风电场能量控制平台，本实施例五还公开了另一种风电场能量控制平台，其结构示意图如图10所示，

其中，向风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令的发送模块，包括：

第三控制模块8073，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，控制每个风力发电机提高转速至各自所对应的额定转速处；

第三判断模块8074，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，判断每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；当当前风速低于风速阈值，使风力发电机的功率低于风力发电机对应的最大出力功率时，向第四控制模块发送第五判断结果；当当前风速不低于所述风速阈值，使风力发电机的功率不低于风力发电机对应的最大出力功率时，向第五控制模块发送第六判断结果；

第四控制模块8075，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，接收第五判断结果并控制风力发电机按照当前风速运行；

第五控制模块8076，用于针对风力发电机组中每个风力发电机，接收第六判断结果并控制风力发电机调整变桨角度以限定风力发电机的功率在风力发电机对应的最大出力功率处。

本实施例公开的风电场能量控制平台中，发送模块可发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令，针对风力发电机组中每个风力发电机，第三控制模块控制每个风力发电机提高转速至各自所对应的额定转速处；第三判断模块判断每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；当当前风速低于风速阈值，第四控制模块使风力发电机的功率低于风力发电机对应的最大出力功率时，控制风力发电机按照当前风速运行；当当前风速不低于风速阈值，使风力发电机的功率不低于风力发电机对应的最大出力功率时，第五控制模块控制风力发电机调整变桨角度以限定风力发电机的功率在风力发电机对应的最大出力功率处。基于本实施例公开的风电场能量控制平台，在风力发电机组处于有功功率调度状态下，当前调度限值不大于风电场总有功功率或当前调度限值大于风电场总有功功率但在预设允许误差范围内时向风力发电机组发送转速优先控制指令，在风况较好时快速响应最大出力功率，提供良好的动态跟随性和控制精度。

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 (8)

1.一种风电场发电量控制方法，其特征在于，应用于风电场能量控制平台，包括：

检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；

当检测到所述风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率；

比较所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的大小；

当所述当前调度限值大于所述风电场总有功功率时，计算并判断所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；

若否，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；

若是，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；

其中，向所述风力发电机组发送的所述最大出力状态包括所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率；

其中，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令，包括：

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，控制所述每个风力发电机提高转速至各自所对应的额定转速处；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机按照所述当前风速运行；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述当前调度限值不大于所述风电场总有功功率时，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当检测到所述风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向所述风力发电机组发送自由发电控制指令。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令，包括：

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机所对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机按照最佳叶片速比运行；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

5.一种风电场能量控制平台，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；当检测到所述风力发电机组处于有功功率调度状态时，向接收模块发送第一检测结果；当检测到所述风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向发送模块发送第二检测结果；

所述接收模块，用于接收所述第一检测结果，并根据所述第一检测结果接收携带有当前调度限值的调度指令并向比较模块发送所述当前调度限值；

第一计算模块，用于根据所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率并向所述比较模块发送所述风电场总有功功率；

所述比较模块，用于接收所述当前调度限值和所述风电场总有功功率，比较所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的大小；当所述当前调度限值大于所述风电场总有功功率时，向第二计算模块发送携带有所述当前调度限值和所述风电场总有功功率的第一比较结果；当所述当前调度限值不大于所述风电场总有功功率时，向所述发送模块发送第二比较结果；

所述第二计算模块，用于接收所述携带有所述当前调度限值和所述风电场总有功功率的第一比较结果，根据所述携带有所述当前调度限值和所述风电场总有功功率的第一比较结果计算所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的差值，并向第一判断模块发送所述差值；

所述第一判断模块，用于接收所述差值并判断所述差值是否在预设误差范围内；若否，向所述发送模块发送第一判断结果；若是，向所述发送模块发送第二判断结果；

所述发送模块，用于接收所述第一判断模块发送的判断结果，并根据所述判断结果向所述风力发电机组发送控制指令；若接收所述第一判断结果，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；若接收所述第二判断结果，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；其中，向所述风力发电机组发送的所述最大出力状态包括所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率；

其中，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令的所述发送模块，包括：

第三控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，控制所述每个风力发电机提高转速至各自所对应的额定转速处；

第三判断模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，向第四控制模块发送第五判断结果；当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，向第五控制模块发送第六判断结果；

所述第四控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，接收所述第五判断结果并控制所述风力发电机按照所述当前风速运行；

所述第五控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，接收所述第六判断结果并控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

6.根据权利要求5所述的风电场能量控制平台，其特征在于，所述发送模块还用于接收所述第二比较结果，并根据所述第二比较结果向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令。

7.根据权利要求5所述的风电场能量控制平台，其特征在于，所述发送模块还用于接收所述第二检测结果，并根据所述第二检测结果向所述风力发电机组发送自由发电控制指令。

8.根据权利要求5所述的风电场能量控制平台，其特征在于，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令的所述发送模块，包括：

第二判断模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机所对应的最大出力功率时，向第一控制模块发送第三判断结果；当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，向第二控制模块发送第四判断结果；

所述第一控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，接收所述第三判断结果并控制所述风力发电机按照最佳叶片速比运行；

所述第二控制模块，用于针对所述风力发电机组中每个风力发电机，接收所述第四判断结果并控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

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