CN107732984A - 一种多机型风电机组混装风电场功率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多机型风电机组混装风电场功率控制方法，包括如下步骤：S1、获取风电场整场运行参数和各机型风电机组运行参数；S2、根据获取的风电场整场运行参数和各机型风电机组运行参数，设置各机型风电机组的调节参数；S3、根据风电机组运行参数，排列各机型风电机组调节优先级；S4、判断风电场实时有功与预设的有功功率目标值之间差值是否小于误差合理范围值；S5、根据风电机组的调节优先级排序和设置的各机型风电机组的调节参数，调节各机型风电机组的有功功率，最后返回步骤S1。本发明的控制方法，能够协调控制风电场中混装的多种机型的风电机组，使风电场整场输出功率满足风电场并网要求。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组技术领域，特别是涉及一种多机型风电机组混装风电场功率控制方法。
背景技术
目前，国内大多数风电场安装有场级能量管理平台系统，具备基本功率控制功能，包括有功控制和无功调节。性能指标依照相关国家标准进行设计并参考各地区域电网的并网导则进行优化。大部分产品主要针对单一机型进行功能开发，以整场为调节单位，风电机组单机性能指标以及调节方式未进行过多考虑和设计。以前个别风电场存在多个机型共存运行，可以是同公司不同机型或不同公司产品，处理方式一般是数量较少的差异机型不参与功率调节。但随着大型风电场建设浪潮的兴起，多机型较大数量共存的现象，对于能量管理平台差异化控制的要求日显突出。
目前大多数整机厂家能量管理平台系统主要针对单一风电机组机型进行设计开发，对于多机型混装风电场一般采取主机型外的其他机型不参与控制的策略，对于小风场此方案也还合理，但对于装机容量较大，各机型数量差异不大的风电场对某种机型忽略不予操作则行不通。不同机型可能存在发电容量不同、系统响应时间以及控制方式不一等问题，早期能量管理平台则无法实现各机型统筹兼容控制，一般采取各自厂家的管理平台控制各自厂家的风电机组，顶层有一套统一的分配策略协调各厂家的能量管理平台，这一方案看似兼顾各厂家的风电机组，但实际操作过程中，风功率的预测，各厂家风电机组的功率设定值分配等问题仍无法使整套系统满足电网对于风电场并网要求。
因此，如何创设一种多机型风电机组混装风电场功率控制方法，使其能够协调控制风电场中混装的多种机型的风电机组，使风电场整场输出功率满足风电场并网要求，成为当前业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种多机型风电机组混装风电场功率控制方法，使其能够协调控制风电场中混装的多种机型的风电机组，使风电场整场输出功率满足风电场并网要求，以克服现有风电场功率控制方法无法协调控制风电场中混装的多种机型风电机组的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多机型风电机组混装风电场功率控制方法，包括如下步骤：S1、获取风电场整场运行参数和各机型风电机组运行参数，所述风电场整场运行参数包括风电场总装机容量和实时有功功率；S2、根据获取的风电场整场运行参数和各机型风电机组运行参数，设置各机型风电机组有功功率调节参数；S3、根据风电机组运行参数，排列各机型风电机组调节优先级；S4、判断风电场实时有功与预设的有功功率目标值之间差值是否小于误差合理范围值；S5、根据风电机组的调节优先级排序，通过调节所述各机型风电机组的调节参数来调节各机型风电机组的有功功率，最后返回步骤S1。
作为本发明的一种改进，所述风电场整场运行参数还包括平均风速，所述各机型风电机组运行参数包括风电机组的运行状态、额定容量、实时有功功率、切入风速、切出风速及叶片型号。
进一步改进，所述步骤S2具体包括如下步骤：S21、选取风电机组有功功率调节基准参数PIDN；S22、计算各机型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，计算公式如下：其中，xa为a型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，Pa为a型风电机组的总装机容量，Pn为为风电场总装机容量；S23、计算各机型风电机组的单次调节参数，计算公式如下：PIDa＝xaPIDN，其中，PIDa为a型风电机组有功功率单次调节参数，xa为a型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，PIDN为风电机组有功功率调节基准参数。
进一步改进，所述步骤S3具体包括如下步骤：S31、计算各机型风电机组的有功功率裕度，对风电机组有功功率裕度和风电机组运行参数赋予不同的调节能力影响权重，通过加权计算获得各机型风电机组的调节能力值；S32、对各机型风电机组的调节能力值进行归一化处理，根据归一化处理后的风电机组调节能力值排序，对各机型风电机组的调节优先级进行统一排序。
进一步改进，所述误差合理范围值为风电场总装机容量的1％。
进一步改进，所述步骤S5中采用PID调节方法调节风电机组有功功率。
采用上述的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、本发明的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，根据风电机组运行参数对各机型风电机组的调节优先级排序，并按照调节优先级对各机型风电机组进行有功功率调节，适用于多机型混装大装机容量的风电场功率控制要求，即满足电网并网导则要求，也最大化提升控制效率并控制运行成本。
2、本发明的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，能够使各机型风电机组的疲劳寿命和功率裕度基本一致。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明多机型风电机组混装风电场功率控制方法的流程图。
具体实施方式
参见图1所示，本发明提供了一种多机型风电机组混装风电场功率控制方法，能够协调控制风电场中混装的多种机型的风电机组，使风电场整场输出功率满足风电场并网要求。
本发明的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，具体包括如下步骤：
S1、获取风电场整场运行参数和各机型风电机组运行参数，风电场整场运行参数包括风电场总装机容量、实时有功功率和平均风速，各机型风电机组运行参数包括风电机组的运行状态、额定容量、实时有功功率、切入风速、切出风速及叶片型号，风电机组的运行状态包括例如并网发电状态、待机状态及故障状态。
S2、根据获取的风电场整场运行参数和各风电机组运行参数，设置各机型风电机组的调节参数，具体步骤如下：
S21、选取风电机组有功功率调节基准参数PIDN，风电机组有功功率调节基准参数PIDN为混装风电场占比较高的机型实际运行表现满足电网并网标准的一套整定控制参数，风电机组有功功率调节基准参数包括但不仅限于桨距角、偏航角、实时有功功率及启停控制。
S22、计算各机型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，计算公式如下：
其中，xa为a型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，Pa为a型风电机组的总装机容量，Pn为为风电场总装机容量。
S23、计算各机型风电机组的单次调节参数，计算公式如下：
PIDa＝xaPIDN
其中，PIDa为a型风电机组有功功率单次调节参数，xa为a型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，PIDN为风电机组有功功率调节基准参数。
S3、根据风电机组运行参数，排列风电机组调节优先级。
S31、根据风电机组的额定功率和实时有功功率计算各机型风电机组的有功功率裕度，对风电机组有功功率裕度和风电机组运行参数赋予不同的调节能力影响权重，通过加权计算得到各机型风电机组的调节能力值。
本实施例中风电机组有功功率裕度对风电机组调节能力影响权重较高，风电机组运行参数对风电机组调节能力影响权重较低，因此，有功功率裕度较大的风电机组的调节能力值相应较大。
S32、对各机型风电机组的调节能力值进行归一化处理，根据归一化处理后的风电机组的调节能力值排序，对各机型风电机组的调节优先级进行统一排序。
S4、判断风电场实时有功功率与风电场总控制系统下发的整场功率调节指令中的有功功率目标值之间差值是否小于误差合理范围值，如果风电场实时有功功率与有功功率目标值之间差值大于误差合理范围值，则进入步骤S5；如果风电场实时有功功率与有功功率目标值之间差值小于误差合理范围值，则返回步骤S1。
S5、根据风电场实时有功功率和有功功率目标值确定调节量，根据风电机组的调节优先级排序，通过调节各机型风电机组的单次调节参数，采用PID调节方法调节各风电机组的有功功率，直至风电场实时有功功率与有功功率目标值之间差值小于误差合理范围值，停止有功功率调节，保持风电场当前运行状态，并返回步骤S1继续对风电场进行监控。其中，误差合理范围值为风电场总装机容量的1％。
本发明的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，根据风电机组运行参数对各机型风电机组的调节优先级排序，并按照调节优先级对各机型风电机组进行有功功率调节，适用于多机型混装大装机容量的风电场功率控制要求，即满足电网并网导则要求，也最大化提升控制效率并控制运行成本，并能够使各机型风电机组的疲劳寿命和功率裕度基本一致。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种多机型风电机组混装风电场功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取风电场整场运行参数和各机型风电机组运行参数，所述风电场整场运行参数包括风电场总装机容量和实时有功功率；
S2、根据获取的风电场整场运行参数和各机型风电机组运行参数，设置各机型风电机组有功功率调节参数；
S3、根据风电机组运行参数，排列各机型风电机组调节优先级；
S4、判断风电场实时有功与预设的有功功率目标值之间差值是否小于误差合理范围值；
S5、根据风电机组的调节优先级排序，通过调节所述各机型风电机组的调节参数来调节各机型风电机组的有功功率，最后返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，其特征在于，所述风电场整场运行参数还包括平均风速，所述各机型风电机组运行参数包括风电机组的运行状态、额定容量、实时有功功率、切入风速、切出风速及叶片型号。
3.根据权利要求2所述的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21、选取风电机组有功功率调节基准参数PIDN；
S22、计算各机型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，计算公式如下：
<mrow>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>a</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>a</mi>
</msub>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>n</mi>
</msub>
</mfrac>
</mrow>
其中，xa为a型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，Pa为a型风电机组的总装机容量，Pn为为风电场总装机容量；
S23、计算各机型风电机组的单次调节参数，计算公式如下：
PIDa＝xaPIDN
其中，PIDa为a型风电机组有功功率单次调节参数，xa为a型风电机组的单次调节有功功率量权重系数，PIDN为风电机组有功功率调节基准参数。
4.根据权利要求2所述的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：
S31、计算各机型风电机组的有功功率裕度，对风电机组有功功率裕度和风电机组运行参数赋予不同的调节能力影响权重，通过加权计算获得各机型风电机组的调节能力值；
S32、对各机型风电机组的调节能力值进行归一化处理，根据归一化处理后的风电机组调节能力值排序，对各机型风电机组的调节优先级进行统一排序。
5.根据权利要求2所述的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，其特征在于，所述误差合理范围值为风电场总装机容量的1％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的多机型风电机组混装风电场功率控制方法，其特征在于，所述步骤S5中采用PID调节方法调节风电机组有功功率。
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