CN108397349A - 一种风电场低温待机控制方法 - Google Patents

一种风电场低温待机控制方法 Download PDF

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Abstract

一种风电场低温待机控制方法，在收到停机指令后，实时计算风电场的实际整场加热负荷，启动确定数量的风机，保证启动风机的总发电量小于等于风电场的实际整场加热负荷，使风机进入低温待机模式。本发明使风电机组在无发电指令时维持热机状态，获得发电指令后可以立即投入发电，大幅增加了实际上网发电量，风电机组利用自身发电平衡加热元件的自耗用电，减少了风电场成本，解决了低温限电地区风电机组获得调度指令后需耗时预热不能立即投入发电的现状。

Description

一种风电场低温待机控制方法
技术领域
本发明涉及一种风电场低温待机控制方法。
背景技术
三北地区是我国的风电主要装机区域，该区域的典型环境特点是大风与低温并存，其冬季风力资源好，但环境温度值低，有些区域的最低温度突破了零下四十度以下。由于前期风电装机量过大，电力送出通道有限，该区域存在较为突出的弃风限电情况。
目前该区域使用的风电机组都是低温型风力发电机组，可以在规定低温环境下运行与生存。但在待机状态下接到发电上网指令后需要首先利用风电机组自带加热装置进行升温预热，满足工作温度后再启动风电机组并网发电。
当前低温型风力发电机组的升温预热都是通过在风机齿轮箱以及机舱内部设置加热器来实现。通过加热器对齿轮箱油、机舱进行加热升温。由于加热器功率有限，加热时间一般较长。对于采用齿轮箱增速技术路线的风电机组其升温预热的过程耗时更长。
在存在弃风限电情况的三北区域，风电场获得的上网发电时间有限，升温预热过程占用了发电时间，降低了风电机组的实际上网发电量。对于一天内多次获得启机、停机指令的区域影响更为严重。
发明内容
本发明提供一种风电场低温待机控制方法，使风电机组在无发电指令时维持热机状态，获得发电指令后可以立即投入发电，大幅增加了实际上网发电量，风电机组利用自身发电平衡加热元件的自耗用电，减少了风电场成本，解决了低温限电地区风电机组获得调度指令后需耗时预热不能立即投入发电的现状。
为了达到上述目的，本发明提供一种风电场低温待机控制方法，在收到停机指令后，风电场控制系统启动风电场所有风机的加热系统，实时计算风电场的实际整场加热负荷，启动确定数量的风机，保证启动风机的总发电量小于等于风电场的实际整场加热负荷，使风机进入低温待机模式。
收到停机指令后，风电场控制系统根据风机测风数据判断是否具备风机启动所需风速，如果没有达到风机启动所需风速，则风机和风机的加热系统不启动。
在低温待机模式运行过程中，实时监控风速变化，如果风速没有达到风机启动所需风速，则关停风机和风机的加热系统。
确定需要启动的风机数量，风机数量需要满足：
电场最小安全稳定运行功率≤启动风机的总发电量≤风电场的实际整场加热负荷。
在低温待机模式运行过程中，实时监控环境温度变化，如果环境温度上升，重新计算风电场的实际整场加热负荷，重新确定需要启动的风机数量。
如果确定的风机数量等于风电场内风机总数量，同时启动风电场内所有风机。
如果确定的风机数量小于风电场内风机总数量，间隔时间轮换启动风电场内所有风机，每次同时运行的风机数量等于确定的风机数量。
收到发电指令后，风电场内所有风机和风机的加热系统启动，所有风机从低温待机模式转变为并网发电模式。
本发明使风电机组在无发电指令时维持热机状态，获得发电指令后可以立即投入发电，大幅增加了实际上网发电量，风电机组利用自身发电平衡加热元件的自耗用电，减少了风电场成本，解决了低温限电地区风电机组获得调度指令后需耗时预热不能立即投入发电的现状。
具体实施方式
以下具体说明本发明的较佳实施例。
本发明提供一种风电场低温待机控制方法，包含以下步骤：
步骤S1、风电场控制系统判断上级电网指令，如果收到发电指令，进行步骤S10，如果收到停机指令，控制风机进入低温待机模式，进行步骤S2；
停机期间根据实际需求，由中控室手动或自动切换至低温待机模式；
步骤S2、风电场控制系统根据风机测风数据判断是否具备风机启动所需风速，如果是，进行步骤S3，如果否，风机和风机的加热系统不启动或停机，继续监测风速；
步骤S3、启动风电场所有风机的加热系统；
步骤S4、实时计算风电场的实际整场加热负荷；
步骤S5、确定需要启动的风机数量，风机数量需要满足：
风电场最小安全稳定运行功率≤启动风机的总发电量≤风电场的实际整场加热负荷；
步骤S6、如果确定的风机数量等于风电场内风机总数量，进行步骤S7，如果确定的风机数量小于风电场内风机总数量，进行步骤S8；
步骤S7、同时启动风电场内所有风机，进行步骤S9；
步骤S8、间隔时间轮换启动风电场内所有风机，每次同时运行的风机数量等于确定的风机数量，进行步骤S9；
步骤S9、实时监控风速变化和环境温度变化，如果风速变化不满足风机启动条件，则进行步骤S2，如果环境温度上升，则进行步骤S5；
步骤S10、风电场内所有风机和风机的加热系统启动，进入并网发电模式。
在本发明的一个实施例中，某位于“三北”地区的风电场收到上级电网的停机指令，控制风机进入低温待机模式，启动各台风电机组的内置加热系统，对整场多台风电机组同时进行加热，形成风场区域内的电力负荷。根据整场加热负荷，以及最小安全稳定运行功率，确定可启动风机的台数，并逐台启动风电机组，并对其功率进行实时限制，保证整场发电量小于等于加热所需负荷，达到整场发电与用电的平衡。如果加热负荷不需要同时启动所有风机，对启动与未启动风机按一定策略进行轮换，比如风电场内风机总数量为200台，如果同时启动10台风机即可提供加热负荷，则可以将所有风机分为20组，轮换启动，每组风机运行半小时，这样可以保证若干台风机的充分预热，以及部分台风机的一定程度预热，实现整场风机的最佳预热组合方案。在低温待机模型运行过程中，密切监控加热系统的工装状态与风机的实时油温、轴温、环境温度等参数，使其保持可利用状态。当环境温度低，满足自耗电与小功率发电平衡状态时，一直保持该低温待机状态直至获得并网发电的调度指令，后由低温待机状态转转换为并网发电模式。当风速变化不满足并网条件时，风机停机，加热系统关停，待风速满足时再重复以上操作。当待机期间环境温度上升（如由清晨转至正午），加热负荷下降时，关停部分风机使其停止发电，但保持预热，处于纯负荷状态，保证剩余风机可以在一定功率下稳定运行，经历一段时间后轮换停机状态与低温待机状态的风机。
本发明使风电机组在无发电指令时维持热机状态，获得发电指令后可以立即投入发电，大幅增加了实际上网发电量，风电机组利用自身发电平衡加热元件的自耗用电，减少了风电场成本，解决了低温限电地区风电机组获得调度指令后需耗时预热不能立即投入发电的现状。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种风电场低温待机控制方法，其特征在于，在收到停机指令后，实时计算风电场的实际整场加热负荷，启动确定数量的风机，保证启动风机的总发电量小于等于风电场的实际整场加热负荷，使风机进入低温待机模式。
2.如权利要求1所述的风电场低温待机控制方法，其特征在于，收到停机指令后，风电场控制系统根据风机测风数据判断是否具备风机启动所需风速，如果没有达到风机启动所需风速，则风机和风机的加热系统不启动。
3.如权利要求2所述的风电场低温待机控制方法，其特征在于，在低温待机模式运行过程中，实时监控风速变化，如果风速没有达到风机启动所需风速，则关停风机和风机的加热系统。
4.如权利要求1所述的风电场低温待机控制方法，其特征在于，确定需要启动的风机数量，风机数量需要满足：
电场最小安全稳定运行功率≤启动风机的总发电量≤风电场的实际整场加热负荷。
5.如权利要求4所述的风电场低温待机控制方法，其特征在于，在低温待机模式运行过程中，实时监控环境温度变化，如果环境温度上升，重新计算风电场的实际整场加热负荷，重新确定需要启动的风机数量。
6.如权利要求5所述的风电场低温待机控制方法，其特征在于，如果确定的风机数量等于风电场内风机总数量，同时启动风电场内所有风机。
7.如权利要求5所述的风电场低温待机控制方法，其特征在于，如果确定的风机数量小于风电场内风机总数量，间隔时间轮换启动风电场内所有风机，每次同时运行的风机数量等于确定的风机数量。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的风电场低温待机控制方法，其特征在于，收到发电指令后，风电场内所有风机和风机的加热系统启动，所有风机从低温待机模式转变为并网发电模式。
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