CN107749644B - 一种风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统，包括如下步骤：实时采集风电场主变压器高压端电网频率并判断是否超出设定的频率死区，若超过频率死区则风电场需要参与一次调频；计算需要调节的有功功率叠加量ΔP；在一次调频前，计算风机目标值Ptotal并分类出可参与本次调节的风机名单；根据ΔP，制定本次调频任务所需的调节周期数，然后将第一个调节周期的指令下发给各个风电机组；监测风电机组的执行情况，反馈给能量管理平台，排列出风电机组最优执行名单，据此下发第二调节周期的指令，以此类推完成一次调频任务。本发明将总指令分两次下发，第一次为试探性指令，通过综合反馈信息，再下发二次指令，调节精度更高。

Description

一种风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及风电场多风力发电机组的辅助设备领域，特别是涉及一种风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统。

背景技术

随着电力系统中新能源占比的不断提高，电网结构不断复杂化，新能源发电的波动性造成电力系统的功率不平衡问题逐渐显现出来。因此，新能源参与电力系统的一次调频对于现阶段整个系统的稳定运行以及提高新能源的渗透率具有非常重要的意义。电网公司初步提出风电场参与一次调频任务，风电场的发电设备动辄几十台，甚至上百台，想让如此众多风电机组在短时间内协同完成一次调频任务是比较困难的。风电行业内关于风电场协同控制的一次调频方法极少，此领域需要不断填补。

由于风电机组通过变流器与风电场软电网直接连接，如果按照传统火电调频方法直接采集机组并网频率，则会出现单台机组采集到频率波动较大问题，不能够真实的代表风电场主变压器高压端的频率，基于机组并网频率的一次调频会出现全场有功功率波动的异常现场，也有可能会造成风电场内的频率小幅波动。所以风电场一次调频的频率采集点必须是在风电场主变压器高压端的频率。

在频率降到死区范围以下，机组需要短时间内提高有功功率，完成对电网频率的支撑。由于传统火电大容量机组的转动惯量较大，应对短时间内提高有功功率的方法主要是通过对机组的转动惯量释放从而提高有功功率的输出。目前，大多数实验风电场也是按照类似于这种释放转动惯量的方式提高机组有功功率。但是由于风力发电机组容量较小，在追求最优功率时存储的转动惯量较小，所以单纯的释放机组转动惯量持续时间会比较短，基本上不会持续5s以上，输出的调频电量较低，难以满足现在电网要求。而且在释放完风力发电机组的转动惯例后会迅速的引发有功功率骤降现象，需要几十秒的恢复时间。在整个电力系统中，如果高渗透率的风电场都以这种控制方式同时进行提升有功功率，恐怕有可能会引起电网频率的二次跌落，频繁波动。

现有技术的主要缺陷是：风力发电机容量较小，在机组追求最优功率的情况下，单纯通过释放转动惯量的方法来维持升功率，持续时间较短，不利于风电场对电网频率的支撑；在一次调频过程中缺少对机组执行情况的监测机制，需要区别化给机组下发指令；对于风力发电机群调频遇到的同步性问题，缺少有效的方法。如果无法解决风力发电机群同步性问题，将会导致风电场一次调频效果不好，风电场实时有功功率会产生摆动现象，控制效果不理想；缺少风电场一次调频与二次调频衔接控制策略。

所以在风电机组追求最优功率的情况下，如何延长机组提高有功功率的支撑时间是需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效延长风电机组对一次调频支撑时间的风电场参与一次调频的智能控制方法及其控制系统。

本发明的一个目的是提供一种风电场参与一次调频的智能控制方法。

本发明的另一个目的是提供一种风电场参与一次调频的智能控制系统。

本发明的再一个目的是提供一种包括风电场参与一次调频的智能控制系统的风电机组群。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供风电场参与一次调频的智能控制方法，包括如下步骤：

1)实时采集风电场主变压器高压端电网频率，并判断采集的电网频率是否超出设定的频率死区，若未超过所述频率死区，则继续采集电网频率；

2)若超过所述频率死区说明风电场需要参与一次调频，能量管理平台通过以下公式计算需要调节的有功功率叠加量：

其中，Pe为机组额定功率，f为实际频率,ΔP为频率响应负荷量，D为调差率，fd为设定的调频死区；

3)在风电场参与一次调频前，通过以下公式计算最终的风机目标值Ptotal，通过能量管理平台总的有功实时值Pset增加上有功功率叠加量ΔP即可得到，具体公式如下

Ptotal＝Pset+ΔP

在得到最终的Ptotal后，根据能量管理平台根据各风电机组实时运行状况进行详细分类，分类出可以参与一次调频的风机名单；

4)根据步骤2)计算出的ΔP，制定本次调频任务所需的调节周期数，然后能量管理平台将第一个调节周期的指令下发给所述风机名单的各个风电机组，各风电机组根据指令对机组功率进行预调节；

在第一次调节周期后，通过监测各风电机组调节功率的执行情况，综合排列出各机组的最优执行名单，反馈给能量管理平台，为后一调节周期做出下发功率目标值的有力依据，能量管理平台根据所述最优执行名单下发给每个机组需要调节的目标功率值的第二调节周期的指令，以此类推完成风电场的一次调频任务。

优选地，能量管理平台根据所述最优执行名单计算出各机组的有功功率目标值P₁，P₂，P₃……Pn，根据执行能力的强弱，合理分配每个机组需要调节的目标功率值。

进一步地，在完成第二调节周期指令的任务后，还进行精度调节，所述精度调节是指在所述风电场功率接近至目标功率值时因功率波动进行的功率精确控制调节。

进一步地，所述一次调频分为：风电场限电状态下的升功率调节，风电场限电状态下的降功率调节，风电场未限电状态下的升功率调节，风电场未限电状态下的降功率调节。

进一步地，所述一次调频包括所述风电场未限电状态下的升功率调节，具体分为风电场未限电状态下的机组未达到满发升功率调节和风电场未限电状态下的机组达到满发升功率调节。

进一步地，风电场未限电状态下的机组未达到满发升功率调节的步骤为：

1)当监测到各个风电机组在追寻最优功率未满发的情况下，电网频率降到死区范围外，参与一次调频的风电机组则需要计算其含有的转动能量和单机储能装置能量，转动能量的计算方式(1)如下：

E1＝1/2J(Wr²-W²) (1)

其中：E1是风电机组能够释放的能量，J为转动惯量，Wr为释放转动惯量后的转速，W为释放转动惯量前的转速；

2)再根据各机组的储能量计算出全场的储能总量，然后将这两个信息传递给能量管理平台；

能量管理平台得到各机组的转动能量和存储能量信息后，根据本次需要调节的ΔP，计算出能够参与一次调频各机组的有功功率目标值P1，P2……Pn，能量调节平台首先将优先控制风电机组的储能装置放电，若监测到储能装置放电后的的单机功率仍然不能达到单台机组的有功功率设定值，风电机组则会通过释放转动能量的方式进行二次补偿。

进一步地，风电场未限电状态下的机组达到满发升功率调节，包括如下步骤：

1)当监测到各个风电机组在追寻最优功率且机组满发的情况下，参与一次调频的各个机组可以通过暂时提高有功功率上限值的方式增加功率输出，

机组的转动能量公式(2)如下

E2＝1/2J(Wm²-W²) (2)

其中：E1是风电机组能够释放的能量，J为转动惯量，Wm为风机在载荷运行情况下的最大转速，W为释放转动惯量前的转速；

2)能量管理平台得到各机组的转动能量和存储能量信息后，根据本次需要调节的ΔP，计算出能够参与一次调频各机组的有功功率目标值P1，P2……Pn，能量调节平台首先将优先控制风电机组的储能装置放电，机组则会通过增大额定转速释放转动能量的方式进行二次补偿。

进一步地，所述执行情况包括各机组参与调节的响应速度、完成机组功率目标值的闭环调节时间和机组的变桨转速的信息。

进一步地，所述储能装置为超级电容或蓄电池。

另一方面，本发明提供一种用于所述风电场参与一次调频的智能控制方法的控制系统，包括所述能量管理平台、若干储能装置、频率检测模块和执行监测模块，其中，所述能量管理平台包括控制模块、计算模块、分析模块和执行模块；所述控制模块用于控制所述储能装置释放能量；所述计算模块用于计算全场功率变化量，作为一次调频的依据；所述分析模块用于分析风电机组的运行数据，所述执行模块用于根据分析结果下达指令和调频任务；所述频率检测模块用于实时采集风电场主变压器高压端电网频率并判断电网频率是否超出设定的频率死区；在每个风电机组侧连接有用于提高所述风电机组功率的所述储能装置；所述储能装置受控于所述控制模块；所述执行监测模块用于检测各风电机组的指令的执行情况并将执行情况反馈给所述分析模块，用于作为再次功率调节的依据。

进一步地，所述能量管理平台还通过远东通讯装置与电网调度AGC主站相连，所述电网调度AGC主站用于接收所述能量管理平台所收集的风电机组的运行情况。

进一步地，所述储能装置为超级电容或蓄电池。

再一方面，本发明提供一种风电机组群，所述风电机组群包括所述的风电场参与一次调频的智能控制系统。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

(1)本发明通过改变传统的控制方法和控制理念，可以快速的将发电机的转动惯量短时的释放出来，应对系统的频率扰动。与此同时，为了延长机组对一次调频的支撑时间，在各个风力发电机组侧增加储能装置，并在能量管理分配器中含有对各机组储能设备的控制模块，辅助完成一次调频工作。

(2)本发明使用一种类似于总线额通讯模式，尽可能加快场级能量管理平台与各机组控制器PLC的通讯时间，通讯时间的缩短可以增加控制周期次数，大大提高了整个风电场协同动作的统一性，解决对于风力发电机群尽可能保持同步调节的问题。

(3)本发明的控制方法是将总指令分两次下发，第一次指令的下发为试探性指令，初步给能够参与一次调频的机组指令，然后通过分析机组执行情况，最终能量管理平台综合反馈信息，将二次指令下发给各风力发电机组。

(4)对于风电场在二次调频过程中出现的一次调频现象，给出控制策略，即保证风电场频率稳定的情况下，再进行电网调度的二次调频任务。

(5)本发明的一次调频效果更加精准，在调节过程中通过分类控制，机组执行情况检测机制，真正实现智能化调节；本发明的通讯时间短，多机组几乎同时动作，协同效果明显，提高了风电场对电力系统的频率支撑。

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是本发明的风电场参与一次调频的智能控制方法的一个实施例的示意图；

图2是本发明的风电场参与一次调频的智能控制系统的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种风电场参与一次调频的智能控制方法的实施例，如图1、图2所示，包括如下步骤：

1)实时采集风电场主变压器高压端电网频率，并判断采集的电网频率是否超出设定的频率死区，若未超过所述频率死区，则继续采集电网频率；

2)若超过所述频率死区说明风电场需要参与一次调频，能量管理平台通过以下公式计算需要调节的有功功率叠加量：

其中，Pe为机组额定功率，f为实际频率,ΔP为频率响应负荷量，D为调差率，fd为设定的调频死区；

3)在风电场参与一次调频前，通过以下公式计算最终的风机目标值Ptotal，通过能量管理平台总的有功实时值Pset增加上有功功率叠加量ΔP即可得到，具体公式如下

Ptotal＝Pset+ΔP

在得到最终的Ptotal后，能量管理平台根据各风电机组实时运行状况进行详细分类，根据Ptotal分类出可以参与一次调频的风机名单；

具体分类方式是根据Ptotal和风电机组的实时运行状况，确定调用多少机组可以完成一次调频所需要完成的功率变化量，分类选择的依据包括机组的功率调节能力、功率敏感性、工作状况等情况。

4)根据步骤2)计算出的ΔP，制定本次调频任务所需的调节周期数，然后能量管理平台将第一个调节周期的指令下发给风机名单的各个风电机组，各风电机组根据指令对功率进行预调节，第一个调节指令是试探性指令，先给予一定的功率调节任务量，该任务量大概占总任务量的10％-20％；

在第一次调节周期后，通过监测各风电机组调节功率的执行情况，综合排列出各机组的最优执行名单，反馈给能量管理平台，为后一调节周期做出下发功率目标值的有力依据，能量管理平台根据最优执行名单下发给每个机组需要调节的目标功率值的第二调节周期的指令，以此类推完成风电场的一次调频任务。

本发明采用类似总线通讯方式，通讯时间极短，可以在短时间内快速完成一次调频的若干调节周期的指令。

优选地，第二调节周期的功率调节任务量占比相对更大，以期能快速精确完成一次调频的任务量。

优选地，能量管理平台根据所述最优执行名单计算出各机组的有功功率目标值P₁，P₂，P₃……Pn，根据执行能力的强弱，合理分配每个机组需要调节的目标功率值。

进一步地，在完成第二调节周期指令的任务后，还进行精度调节，精度调节是指在风电场功率接近至目标功率值时因功率波动进行的功率精确控制调节。即为了保持风电场的功率稳定性，在完成第二调节指令的任务后，风电场功率已经比较接近目标功率值，因调节功率惯性大，会引起风电场的功率波动，因此需要进行功率的动态微调，保证功率精确控制调节，即精度调节，保持风电场的功率稳定性。

例如，当风电场的频率一般是50hz时，而当检测到风电场的频率超出设定的频率死区51hz时，需要进行一次调频，如果需要将风电场的的功率从20000kw降到15000kw,则需要调节的功率为5000kw，分类出能够参与一次调频的风电机组，确定为三个调节周期，第一调节周期的指令任务是调节1000kw，完成第一次调节周期的任务后，根据各机组的执行情况，分类出机组的最优执行名单，第二调节周期的指令任务是调节4000kw,第二调节周期根据最优执行名单分配任务，执行能力优的机组完成更多的功率调节量，执行能力弱的机组完成相对较少的功率调节量，因实际执行情况的原因，此时全场的功率已经接近15000kw，但由于功率调节惯性大，会出现较大的功率波动，此时需要进行精度调节，即在保持风电场总有功功率15000kw时进行动态精度微调，以保证风电场的功率稳定性。因本发明采用类似于总线通讯模式，尽可能加快场级能量管理平台与各机组控制器PLC的通讯时间，通讯时间的缩短可以增加控制周期次数，大大提高了整个风电场协同动作的统一性，解决对于风力发电机群尽可能保持同步调节的问题。

进一步地，一次调频分为：风电场限电状态下的升功率调节，风电场限电状态下的降功率调节，风电场未限电状态下的升功率调节，风电场未限电状态下的降功率调节。风电场限电或不限电状态下的降功率调节，可以通过对储能装置进行充电以保证储能装置中的电量储备。

风电场限电状态下的升功率调节，风电场限电状态下的降功率调节，风电场未限电状态下的降功率调节。这三种情况下的控制方式采用上述方式就能满足一次调频的要求。

在风电场限电状态下，有可能会存在电力系统对风电场二次调频过程中出现频率波动超出死区的现象，即风电场需要立即投入到一次调频工作中，此时采用的控制策略为保证风电场先进行一次调频，在频率持续稳定的后，再执行电网调度的二次调频任务。

进一步地，一次调频包括风电场未限电状态下的升功率调节，具体分为风电场未限电状态下的机组未达到满发升功率调节和风电场未限电状态下的机组达到满发升功率调节。

进一步地，风电场未限电状态下的机组未达到满发升功率调节的步骤为：

1)当监测到各个风电机组在追寻最优功率未满发的情况下，电网频率降到死区范围外，参与一次调频的风电机组则需要计算其含有的转动能量和单机储能装置能量，转动能量的计算方式(1)如下：

E1＝1/2J(Wr²-W²) (1)

其中：E1是风电机组能够释放的能量，J为转动惯量，Wr为释放转动惯量后的转速，W为释放转动惯量前的转速；

2)再根据各机组的储能量计算出全场的储能总量，然后将这两个信息传递给能量管理平台。

能量管理平台得到各机组的转动能量和存储能量信息后，根据本次需要调节的ΔP，计算出能够参与一次调频各机组的有功功率目标值P1，P2……Pn，能量调节平台的控制模块首先将优先控制风电机组的储能装置放电，若监测到储能装置放电后的的单机功率仍然不能达到单台机组的有功功率设定值，风电机组则会通过释放转动能量的方式进行二次补偿。

由于机组的储能装置超级电容放电响应时间快，持续放电时间长，所以功率分配器首先将优先控制机组超级电容放电，如果超级电容放电后的的单机功率仍然不能达到单台机组的有功功率设定值，机组则会通过释放转动能量的方式进行二次补偿，此控制策略完成能够满足风电场所有机组在追寻最有功率不满发时的一次调频要求。

进一步地，风电场未限电状态下的机组达到满发升功率调节，包括如下步骤：

1)当监测到各个风电机组在追寻最优功率且机组满发的情况下，参与一次调频的各个机组可以通过暂时提高有功功率上限值的方式增加功率输出，

机组的转动能量公式(2)如下：

E2＝1/2J(Wm²-W²) (2)

其中：E2是风电机组能够释放的能量，J为转动惯量，Wm为风机在载荷运行情况下的最大转速，W为释放转动惯量前的转速；

2)能量管理平台得到各机组的转动能量和存储能量信息后，根据本次需要调节的ΔP，计算出能够参与一次调频各机组的有功功率目标值P1，P2……Pn，能量管理平台首先将优先控制风电机组的储能装置放电，如果放电后仍然不能满足风电场调频的需求，那么机组则会通过临时增大额定转速的方式释放转动能量的方式进行二次补偿。

上述实施例中，各个机组在整机载荷、变桨角度、并网电压等关键参数满足条件的情况下，暂时提高机组有功功率上限值，从而完成功率分配器对单台机组的功率设定值要求。当风电场完成一次调频调节后，单机机组的功率设上限再恢复到正常满发状态。

由于机组的储能装置超级电容放电响应时间快，并且能够支撑放电几十秒，所以功率分配器首先将优先控制机组超级电容放电，如果超级电容放电后的的单机功率仍然不能达到单台机组的有功功率设定值，机组则会通过增大额定转速的方式释放转动能量的方式进行二次补偿，此控制策略完成能够满足风电场所有机组在追寻最有功率不满发时的一次调频要求。

进一步地，执行情况包括各机组参与调节的响应速度、完成机组功率目标值的闭环调节时间和机组的变桨转速的信息。

储能装置为超级电容或蓄电池，优选为超级电容。

另一方面，提供一种用于上述的风电场参与一次调频的智能控制方法的控制系统，包括能量管理平台、若干储能装置、频率检测模块和执行监测模块，其中，能量管理平台包括控制模块、分析模块和执行模块；控制模块用于控制储能装置释放能量；计算模块用于计算全场功率变化量，作为一次调频的依据；分析模块用于分析风电机组的运行数据，执行模块用于根据分析结果下达指令和调频任务；频率检测模块用于实时采集风电场主变压器高压端电网频率并判断电网频率是否超出设定的频率死区；在每个风电机组侧连接有用于提高风电机组功率的储能装置；储能装置受控于控制模块；执行监测模块用于检测各风电机组的指令的执行情况并将执行情况反馈给分析模块。

本发明在使用时，频率检测模块实时采集风电场主变压器高压端电网频率，并判断电网频率是否超出设定的频率死区，若未超出频率死区，则继续采集电网频率，若超出频率死区，则由能量管理平台的计算模块根据实时采集的数据计算全场功率变化量，即△P，并上传给能量管理平台，作为能量管理平台的执行模块执行调频的依据，能量管理平台根据计算模块给出的计算结果(即各风电机组的运转状况)进行分类，分类出可以参与一次调频的风机名单，并确定调节任务需要几个调节周期，然后将第一个调节周期的指令下发给各个风电机组，各风电机组根据指令对机组功率进行预调节，第一个调节周期的指令是试探性指令，先给予一定的功率调节任务量，该任务量大概占总调节任务量的10％-20％，第一周期结束后，监测执行模块第一时间收集各机组参与调节的响应速度、完成机组功率目标值的闭环调节时间、机组的变桨转速等关键信息，综合排列出各机组的最优执行名单，反馈给能量管理平台的控制模块，为后一调节周期做出下发功率目标值的有力依据，能量管理平台根据所述最优执行名单计算出各机组的有功功率目标值P₁，P₂，P₃……Pn，根据执行能力的强弱，合理分配每个机组需要调节的目标功率值，以此类推完成风电场再限功率状态下的一次调频任务，然后控制模块根据需求控制储能装置释放能量，作为调频的支撑。

本发明中提出将总指令分两次下发，第一次指令的下发为试探性指令，初步给能够参与一次调频的机组指令，然后通过检测模块分析机组执行情况，最终能量管理平台综合反馈信息，将二次指令下发给各风力发电机组。

进一步地，能量管理平台还通过远东通讯装置与电网调度AGC主站相连，电网调度AGC主站用于接收能量管理平台所收集的风电机组的运行情况。对于风力发电机群尽可能保持同步调节问题，本发明使用一种类似于总线额通讯模式，尽可能加快场级能量管理平台与各机组控制器PLC的通讯时间，通讯时间的缩短可以增加控制周期次数，大大提高了整个风电场协同动作的统一性。

进一步地，储能装置为超级电容或蓄电池。风力发电机组的储能装置分为超级电容和蓄电池两种，为了满足一次调频所需的功率特性，优选采用功率密度高、使用寿命长、充放电时间快的超级电容。

再一方面，本发明提供一种风电机组群，风电机组群包括上述的风电场参与一次调频的智能控制系统。

本发明提出在各风力发电机组增加储能装置的一次调频方法，从而做到了即使在机组追求最优功率时也能对风电场的一次调频持续支撑，解决了风机机组释放转动惯量时间短的缺点，也解决了机组在极短时间内释放完转动惯量后引起的有功功率跌落现象；实现风电机组在参与一次调频过程中不同工况下的分类控制策略；解决了一次调频与二次调频的不友好问题。

本发明风电场的能量管理平台与风电场采用类似总线通讯方式，提高风电场总控制器与风电机组的通讯速度；在一次调频过程中，多次下发指令，同时检测指令执行情况，分类多次控制；制定了风电场一次调频与二次调频的控制策略。

多机组一次调频协同动作达到了较高精准度的要求；风电场一次调频效果更加理想；提高风电场一次调频和二次调频的无缝衔接程度，对电力系统频率的友好支撑。

通过本发明能够使风电场类似于火电厂那样完成长时间的对电网调频支撑，通过在单机机组侧增加超级电容配合释放转动惯量方式提升机组功率，同时也充分利用满发机组的过剩能量。整体上使风电场的功率调节精度高，起到了对电网频率的持续支撑作用。

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 (10)

1.一种风电场参与一次调频的智能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)实时采集风电场主变压器高压端电网频率，并判断采集的电网频率是否超出设定的频率死区，若未超过所述频率死区，则继续采集电网频率；

2)若超过所述频率死区说明风电场需要参与一次调频，能量管理平台通过以下公式计算需要调节的有功功率叠加量：

其中，Pe为机组额定功率，f为实际频率,ΔP为频率响应负荷量，D为调差率，fd为设定的调频死区；

3)在风电场参与一次调频前，通过以下公式计算最终的风机目标值Ptotal，通过能量管理平台总的有功实时值Pset增加上有功功率叠加量ΔP即可得到，具体公式如下：

Ptotal＝Pset+ΔP

在得到最终的Ptotal后，能量管理平台根据各风电机组实时运行状况进行详细分类，分类出可以参与一次调频的风机名单；

4)根据步骤2)计算出的ΔP，制定本次调频任务所需的调节周期数，然后能量管理平台将第一个调节周期的指令下发给所述风机名单的各个风电机组，各风电机组根据指令对机组功率进行预调节；其中，所述第一个调节周期的指令为试探性指令，给予的功率调节任务量为总调节任务量的10％～20％；

在第一次调节周期后，通过监测各风电机组调节功率的执行情况，综合排列出各机组的最优执行名单，反馈给能量管理平台，为后一个调节周期做出下发功率目标值的有力依据，能量管理平台根据所述最优执行名单下发给每个机组需要调节的目标功率值的第二调节周期的指令，以此类推完成风电场的一次调频任务。

2.根据权利要求1所述的风电场参与一次调频的智能控制方法，其特征在于，在完成第二调节周期的指令的任务后，还进行精度调节，所述精度调节是指在所述风电场功率接近目标功率值时因功率波动进行的功率精确控制调节。

3.根据权利要求1所述的风电场参与一次调频的智能控制方法，其特征在于，所述一次调频分为：风电场限电状态下的升功率调节，风电场限电状态下的降功率调节，风电场未限电状态下的升功率调节，风电场未限电状态下的降功率调节。

4.根据权利要求1所述的风电场参与一次调频的智能控制方法，其特征在于，所述一次调频包括所述风电场未限电状态下的升功率调节，具体分为风电场未限电状态下的机组未达到满发的升功率调节和风电场未限电状态下的机组达到满发的升功率调节。

5.根据权利要求4所述的风电场参与一次调频的智能控制方法，其特征在于，风电场未限电状态下的机组未达到满发的升功率调节的步骤为：

1)当监测到各个风电机组在追寻最优功率未满发的情况下，电网频率降到死区范围外，参与一次调频的风电机组则需要计算其含有的转动能量和单机储能装置能量，转动能量的计算方式(1)如下：

E1＝1/2J(Wr²-W²) (1)

其中：E1是风电机组能够释放的能量，J为转动惯量，Wr为释放转动惯量后的转速，W为释放转动惯量前的转速；

2)再根据各机组的存储能量计算出全场的储能总量，然后将这两个信息传递给能量管理平台；

能量管理平台得到各机组的转动能量和存储能量信息后，根据本次需要调节的ΔP，计算出能够参与一次调频各机组的有功功率目标值P1，P2……Pn，能量管理平台首先将优先控制风电机组的储能装置放电，若监测到储能装置放电后的的单机功率仍然不能达到单台机组的有功功率设定值，风电机组则会通过释放转动能量的方式进行二次补偿。

6.根据权利要求4所述的风电场参与一次调频的智能控制方法，其特征在于，风电场未限电状态下的机组达到满发升功率调节，包括如下步骤：

1)当监测到各个风电机组在追寻最优功率且机组满发的情况下，参与一次调频的各个机组可以通过暂时提高有功功率上限值的方式增加功率输出；参与一次调频的风电机组则需要计算其含有的转动能量和单机储能装置能量，机组的转动能量公式(2)如下

E2＝1/2J(Wm²-W²) (2)

其中：E2是风电机组提高有功功率上限值时能够释放的能量，J为转动惯量，Wm为风机在载荷运行情况下的最大转速，W为释放转动惯量前的转速；

2)能量管理平台得到各机组的转动能量和存储能量信息后，根据本次需要调节的ΔP，计算出能够参与一次调频各机组的有功功率目标值P1，P2……Pn，能量调节平台首先将优先控制风电机组的储能装置放电，机组则会通过增大额定转速释放转动能量的方式进行二次补偿。

7.根据权利要求1至6任一所述的风电场参与一次调频的智能控制方法，其特征在于，所述执行情况包括各机组参与调节的响应速度、完成机组功率目标值的闭环调节时间和机组的变桨转速的信息。

8.一种用于权利要求1至7任一所述的风电场参与一次调频的智能控制方法的控制系统，其特征在于，包括所述能量管理平台、若干储能装置、频率检测模块和执行监测模块，其中，

所述能量管理平台包括控制模块、计算模块、分析模块和执行模块；所述控制模块用于控制所述储能装置释放能量；所述计算模块用于计算全场功率变化量，作为一次调频的依据；所述分析模块用于分析风电机组的运行数据；所述执行模块用于根据分析结果下达指令和调频任务；

所述频率检测模块用于实时采集风电场主变压器高压端电网频率并判断电网频率是否超出设定的频率死区；

在每个风电机组侧连接有用于提高所述风电机组功率的所述储能装置；所述储能装置受控于所述控制模块；

所述执行监测模块用于检测各风电机组对指令的执行情况并将执行情况反馈给所述分析模块。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述储能装置为超级电容或蓄电池。

10.一种风电机组群，其特征在于，所述风电机组群包括权利要求8或9所述的风电场参与一次调频的智能控制系统。

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