CN108879799B - 风电场有功功率控制方法、装置及电子设备 - Google Patents

风电场有功功率控制方法、装置及电子设备 Download PDF

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    • Y02E10/76Power conversion electric or electronic aspects

Abstract

本发明涉及风电领域,提供了一种风电场有功功率控制方法、装置及电子设备,通过实时更新机组的动态功率曲线,能较好地反映动态过程中机组的功率特性。因控制算法、偏航准确度或机械参数差异等导致个别机组功率曲线与原始功率曲线偏差较大时可进行原因排查,便于机组优化运行;将全场机组按不同风速进行分组,将机组累计发电量、所处风速及群组等作为评估因素生成启停机队列,先计算各机群目标功率,再计算机群内各机组的目标功率,解决了机组疲劳水平不均匀的问题,从而有效均衡各机组限功率运行程度,有利于保持机组对象的稳定裕度;同时减少机组启停转换次数,减轻设备损耗;充分利用电网负荷等指标评估启停机队列,提高了风电场的效益。

Description

风电场有功功率控制方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及风电领域,具体而言,涉及一种风电场有功功率控制方法、装置及电子设备。
背景技术
目前,部分风场采用的是人工调节功率的方式,风场值班人员根据调度指令值与风场实发电差值手动进行限功率控制。还有一些风场采用平均功率分配方式,将风场目标功率平均分配到各个机组,当某一机组的分配值小于其最小运行功率时,其分配值为其最小运行功率,当分配值大于其最大有功功率时,其分配值为机组最大有功功率。此外还有很大一部分风场采用可用有功比例分配方式,将风场目标功率按可用有功比例分配到各个机组。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种风电场有功功率控制方法、装置及电子设备,以改善现有的功率控制方法容易出现的机组疲劳水平不均匀、导致风场维护量增多、维护成本提高等问题。
为了实现上述目的,本发明实施例所采用的技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种风电场有功功率控制方法,所述方法包括根据全场风机所处的风速条件对全场风电机组进行集群分组,根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略,所述功率控制策略包括升功率策略或降功率策略,根据各风速机群对应的目标权重值wi计算对应的功率分配系数,根据所述功率分配系数及约束条件计算第i组风速机群的目标功率值,生成功率调整队列,按照相似裕度法将目标功率分配至功率调整队列中的各台机组。
第二方面,本发明提供了一种风电场有功功率控制装置,所述装置包括第一生成模块,用于根据风电场的实时风速和风电机组的实际输出功率生成各台机组的功率曲线;分组模块,用于根据全场风机所处的风速条件对全场风电机组进行集群分组;启停队列模块,用于根据机组累计运行时间、机组累计停机时间、机组累计发电量和所在群组风速作为评估因素,生成停机队列和启机队列;第二生成模块,用于根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略,所述功率控制策略包括升功率策略或降功率策略;计算模块,用于根据各风速机群对应的目标权重值wi计算对应的功率分配系数,根据所述功率分配系数及约束条件计算第i组风速机群的目标功率值;分配模块,用于生成功率调整队列,按照相似裕度法将目标功率分配至功率调整队列中的各台机组。
第三方面,本发明实施例提供了一种电子设备,所述电子设备包括:存储器,用于存储一个或多个程序;处理器;当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,实现上述的风电场有功功率控制方法。
相对现有技术,本发明提供的一种风电场有功功率控制方法、装置及电子设备,通过将风场全场机组按照不同风速条件进行分组,先计算各机群组目标功率,再计算机群内各台风机目标功率值,解决了部分机组疲劳水平不均匀问题,从而在优化时段内能有效均衡各机组的限功率运行程度,有利于保持机组对象的稳定裕度;同时减少机组启停状态转换次数,减轻设备损耗;充分利用电网负荷等指标评估启停机队列,提高了风电场的效益。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明所提供的一种电子设备的示意框图。
图2示出了风电场有功功率控制方法的流程图。
图3示出了步骤S30的子步骤流程图。
图4示出了步骤S50的子步骤流程图。
图5示出了风电场有功功率控制装置的功能模块示意图。
图6示出了计算模块的功能单元示意图。
图标:100-电子设备;101-存储器;102-存储控制器;103- 处理器;104-外设接口;105-显示单元;106-输入输出单元;200- 风电场有功功率控制装置;210-第一生成模块;220-分组模块; 230-启停队列模块;240-第二生成模块;250-计算模块;251- 第一计算单元;252-第二计算单元;260-分配模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,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。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、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1示出本发明较佳实施例提供的电子设备100的方框示意图。所述电子设备100可以是台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digitalassistant, PDA)等。所述电子设备100包括风电场有功功率控制装置200、存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104、显示单元105、输入输出单元106。
所述存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口 104、显示单元105、输入输出单元106各元件相互之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述风电场有功功率控制装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中或固化在所述电子设备100的操作系统(operating system,OS)中的软件功能模块。所述处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块,例如所述风电场有功功率控制装置200包括的软件功能模块或计算机程序。
其中,存储器101可以是,但不限于,随机存取存储器 (Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。其中,存储器101用于存储程序,所述处理器103在接收到执行指令后,执行所述程序,本发明任一实施例揭示的由过程定义的服务器所执行的方法可以应用于处理器103中,或者由处理器103实现。
处理器103可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器103可以是通用处理器,包括中央处理器 (Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器103也可以是任何常规的处理器103等。
所述外设接口104将各种输入/输出装置耦合至处理器103 以及存储器101。在一些实施例中,外设接口104,处理器103 以及存储控制器102可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中,他们可以分别由独立的芯片实现。
显示单元105在所述电子设备100与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中,所述显示单元105可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器,其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作,并将该感应到的触控操作交由处理器103 进行计算和处理。
输入输出单元106用于提供给用户输入数据实现用户与所述电子设备100的交互。所述输入输出单元106可以是,但不限于,鼠标和键盘等,所述键盘可以是虚拟键盘。
第一实施例
本实施例提供了一种风电场有功功率控制方法,请参阅图 2,图2示出了本实施例提供的风电场有功功率控制方法的流程图。需要说明的是,本实施例提供的风电场有功功率控制方法可以应用于风电场有功功率控制装置。
本实施例提供的控制方法包括步骤S10~步骤S60。
步骤S10:基于风电场的实时风速和风电机组的实际输出功率生成各台机组的动态功率曲线。
在机组正常运行的状态下,根据数理统计原理,基于风电场的实时风速和实际输出功率关系,绘制各台机组的功率曲线。在风电场的运行过程中,对所述功率曲线进行动态地实时修正,动态的功率曲线能够较好地反映动态过程中风电机组的功率特性。
例如,可以根据预设的时间间隔,实时地获取风电场的各台风电机组的实际输出功率,同时测量获取风电场的实时风速,根据采集的多组数据建立风电机组与实时风速的对应关系,根据该对应关系绘制各台风电机组的动态的功率曲线。在后续的风电场运行过程中,可以根据实时的风速或风电机组的实际输出功率对已经绘制的功率曲线进行修改,实时绘制的功率曲线可以较好地反映动态的过程中风电机组的功率特性。
实时绘制的功率曲线还可以帮助排查故障机组,例如,当由于控制算法、偏航准确度或机械参数差异等因素导致个别机组的动态功率曲线与厂商提供的标准功率曲线偏差较大时,则有可能是机组运行故障,需要及时排查。
步骤S20:将风电场内运行的机组按照风速的不同编成多个风速机群。根据全场机组的动态功率曲线及历史运行数据计算得出个风速机群的权重值。
于本实施例中,将风电场内运行的机组按照风速的不同,分别编成10个风速机群,但不限于此,并根据全场机组的动态功率曲线以及历史运行数据计算得出各风速机群的权重值wi,风速越高,则对应的风速机群的指标权重越大。于本实施例中,例如,权重分配如表1:
表1
Figure BDA0001761942210000091
其中,Vin为切入风速,Ve额定风速,Vout为切出风速。
步骤S30:生成启机队列和停机队列。
根据机组累计运行时间、机组累计停机时间、机组累计发电量和在群组风速等参数作为评估因素,生成停机队列和启机队列。于本实施例中,步骤S30包括子步骤S301和子步骤S302。
子步骤S301:将本次停机时间超过最短停机时间的机组按照启机队列系数由小到大的顺序进行排列,生成启机队列。
可选地,所述最短停机时间可以是预设的时间长度。于本实施例中,启机队列系数为:
Figure BDA0001761942210000101
其中,wi为第i台机组所在风速机群的指标权重值。Ti_stop为第i台机组的累计停机时间,Ei_all为第i台机组的累计发电量, sw_start
Figure BDA0001761942210000102
的权重值,、sT_start
Figure BDA0001761942210000103
的权重值,sE_start为Ei_all的权重值。于本实施例中,sw_start、sT_start以及sE_start可以根据各风电场的实际情况进行预先设定。
子步骤S302:将本次运行时间超过最短运行时间的机组按照停机队列系数由大到小的顺序进行排列,生成停机队列。
可选地,所述最短运行时间可以是预设的时间长度。于本实施例中,停机队列系数为:
Figure BDA0001761942210000104
其中,Ti_run为第i台机组的累计运行时间,Sw_stop
Figure BDA0001761942210000105
的权重值,ST_stop是Ti_run的权重值,SE_stop是Ei_all的权重值。Sw_stop、ST_stop及 SE_stop可以根据各风电场的实际情况进行预先设定。
步骤S40:根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略。
于本实施例中,首先判断是否需要进行功率控制或调控。可选地,计算全场有功功率偏差值:
ΔP=Pref-P0
其中,Pref为全场机组总有功功率目标值,P0为风场的实际出力值。
若全场有功功率偏差值即ΔP的绝对值大于有功功率调节阈值,则需要对风电场进行有功功率调节,若全场有功功率偏差值即ΔP的绝对值小于该调节阈值,则无需对风电场进行有功功率调节。
当全场有功功率偏差值即ΔP的绝对值大于有功功率调节阈值,此时需要对风电场进行有功功率调节,根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略。
于本实施例中,将全场有功功率偏差值与预设值进行比较,以生成功率调节策略。例如,预设值可以是Pup_limit,若ΔP>Pup_limit,即有功功率偏差值大于升功率阈值,此时需要进行升功率调节。
可选地,升功率调节包括如下几种情形:
(1)若Pmax>Pref,则执行步骤S50。其中,Pmax为全场运行机组最大有功功率总和。
(2)若Pmax<Pref<Pmax+Pstart_max,则在启机队列中依次启动机组直至全场运行机组最大有功功率总和大于或等于全场机组总有功功率目标值,然后执行步骤S50。
若Pmax+Pstart_max<Pref,则启动全场启机队列中的所有风电机组,并将全场机组以最大有功值运行,即满发运行。
若ΔP<-Pup_limit,即有功功率偏差值小于降功率阈值,此时需要进行降功率调节。
可选地,于本实施例中,降功率调节包括如下几种情形:
若Pmin≤Pref,则执行步骤S50,
若Pref<Pmin,则在停机队列中依次对机组进行停机操作直至全场运行机组最小有功功率总和小于或等于全场机组总有功功率目标值,然后执行步骤S50。
步骤S50:根据各风速机群对应的目标权重值wi计算对应的功率分配系数,根据所述功率分配系数及约束条件计算第i组风速机群的目标功率值。
步骤S50包括以下子步骤:步骤S501~步骤S502。
步骤S501:根据各风速机群对应的目标权重值wi计算对应的功率分配系数。
根据公式:
Figure BDA0001761942210000121
计算得出各个风速机群的功率分配系数,其中,ni为第i组风速机群包括的风机台数,
Figure BDA0001761942210000122
为全风电场内全部m组风速机群的权重值与组内风机台数乘积的总和。于本实施例中,风电场内运行的机组按照风速条件的不同,分别编成了10个风速机群,因此,于本实施例中,m的值为10,上述公式转换为:
Figure BDA0001761942210000131
根据各个风速机群对应的权重值wi计算相应的功率分配系数,计算公式如下:
Figure BDA0001761942210000132
步骤S502:采用多目标BCC算法对各机群目标功率进行寻优,优化目标是使偏差值和最小,因而是适应度函数最小值的优化问题。
需要说明的是,于其他的优选实施例中,还可以用其他的优选算法进行对目标的优化。
可选地,于本实施例中,目标函数表示为:
Figure BDA0001761942210000133
其中,Pi_ref为第i组机群目标功率值,升功率时的约束条件为:
Figure BDA0001761942210000141
降功率时的约束条件为:
Figure BDA0001761942210000142
其中,Pi_mea为第i组机群当前实发有功值,Pi_min为第i组机群最小运行功率总和,Pi_max为第i组机群根据动态功率曲线求取的最大有功功率总和。
步骤S60:生成功率调整队列,按照相似裕度法将目标功率分配至功率调整队列中的各台机组。
按照机群内各台机组的升功率调节能力或降功率调节能力的大小进行排序形成升功率队列或降功率队列,按照相似裕度法将改组机群的目标功率分配至队列中的各台机组。
于本实施例中,步骤S60包括子步骤S601和子步骤S602。
步骤S601:进行升功率调节。
于本实施例中,在进行升功率调节时,将第i组机群按照各台机组升功率调节能力ΔPj/up由大到小的顺序进行排列,形成该组机群升功率队列,在该升功率队列中依次选取机组,直至已经选取的机组的调节能力总和大于或等于此机群的有功功率偏差值ΔPi_up,然后按照相似裕度法将ΔPi_up分配给所选机组:
ΔPj/up=Pj/max-Pj/mea
Figure BDA0001761942210000151
Figure BDA0001761942210000152
式中,Pj/max为风场内的第j台机组根据动态功率曲线求取的最大有功功率,m为第i组机群需要进行升功率调节的机组数量,Pj/mea为风场内第j台机组当前实发有功值,Pj/ref为机群内第 j台机组的目标有功值。
步骤S602:进行降功率调节。
于本实施例中,在降功率调节时,将第i组机群按各台机组降功率调节能力ΔPj/down由大到小的顺序进行排列,形成该组机群降功率队列,在此队列中依次选取机组,直至已选机组的调节能力总和大于或等于此机群有功偏差值ΔPi_down,然后按照相似裕度法将ΔPi_down分配给所选机组:
ΔPj/down=Pj/mea-Pj/min
Figure BDA0001761942210000153
Figure BDA0001761942210000154
式中,Pj/min为风场内第j台机组最小运行功率,Pj/mea为风场内第j台机组当前实发有功值,m为第i组机群需进行降功率调节的机组数。
第二实施例
本实施例提供了一种风电场有功功率调节装置,包括第一生成模块210、分组模块220、启停队列模块230、第二生成模块240、计算模块250、分配模块260。
第一生成模块210用于基于风电场的实时风速和风电机组的实际输出功率生成各台机组的功率曲线。
可以理解地,于本实施例中,第一生成模块210可以用于执行步骤S10。
分组模块220,用于将风电场内运行的机组按照风速的不同编成多个风速机群。
于本实施例中,将风电场内运行的机组按照风速的不同,分别编成10个风速机群,根据全场动态功率曲线以及历史运行数据计算得出各风速机群的权重值wi,风速越高,则对应的风速机群的指标权重越大。
可以理解地,分组模块220可以用于执行步骤S20。
启停队列模块230,用于生成启机队列和停机队列。于本实施例中,根据机组累计运行时间、机组累计停机时间、机组累计发电量和所在群组风速等参数作为评估因素,生成停机队列和启机队列。
可以理解地,启停队列模块230可以用于执行步骤S30。
第二生成模块240,用于根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略,所述功率控制策略包括升功率策略或降功率策略。
于本实施例中,第二生成模块240首先判断是否需要进行功率控制或调控。可选地,计算全场有功功率偏差值:
ΔP=Pref-P0,若全场有功功率偏差值即ΔP的绝对值大于有功功率调节阈值,则需要对风电场进行有功功率调节,若全场有功功率偏差值即ΔP的绝对值小于该调节阈值,则无需对风电场进行有功功率调节。
若ΔP>Pup_limit,即有功功率偏差值大于升功率阈值,,此时需要进行升功率调节。
若ΔP<-Pup_limit,即有功功率偏差值小于降功率阈值,此时需要进行降功率调节。
可以理解地,第二生成模块240可以用于执行步骤S40。
计算模块250,用于根据各风速机群对应的目标权重值wi计算对应的功率分配系数,根据所述功率分配系数及约束条件计算第i组风速机群的目标功率值。
可以理解地,计算模块250可以用于执行步骤S50。
于本实施例中,计算模块250包括第一计算单元251和第二计算单元252,第一计算单元251用于根据各风速机群对应的目标权重值wi计算对应的功率分配系数。
可以理解地,第一计算单元251可以用于执行步骤S501。
第二计算单元252用于采用多目标BCC算法对各机群目标功率进行寻优。
于本实施例中,优化目标是使偏差值和最小,因而是适应度函数最小值的优化问题。
可选地,于本实施例中,目标函数表示为:
Figure BDA0001761942210000183
其中,Pi_ref为第i组机群目标功率值,升功率时的约束条件为:
Figure BDA0001761942210000181
降功率时的约束条件为:
Figure BDA0001761942210000182
其中,Pi_mea为第i组机群当前实发有功值,Pi_min为第i组机群最小运行功率总和,Pi_max为第i组机群根据动态功率曲线求取的最大有功功率总和。
可以理解地,第二计算单元252可以用于执行步骤S502。
分配模块260,用于生成功率调整队列,按照相似裕度法将目标功率分配至功率调整队列中的各台机组。
可以理解地,分配模块260可以用于执行步骤S60。
综上所述,本发明提供了一种风电场有功功率控制方法、装置及电子设备,通过实时更新全场机组的动态功率曲线,动态功率曲线能较好地反映动态过程中风电机组的功率特性。因控制算法、偏航准确度或机械参数差异等因素导致个别机组动态功率曲线与原始功率曲线偏差较大时,还可进行原因排查,便于机组的优化运行;将风场全场机组按照不同风速条件进行分组,将机组累计发电量、所处风速及群组等作为评估因素生成启停机队列,先计算各机群组目标功率,再计算机群内各台风机目标功率值,解决了部分机组疲劳水平不均匀问题,从而在优化时段内能有效均衡各机组的限功率运行程度,有利于保持机组对象的稳定裕度;同时减少机组启停状态转换次数,减轻设备损耗;充分利用电网负荷等指标评估启停机队列,提高了风电场的效益。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/ 或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种风电场有功功率控制方法,其特征在于,所述方法包括:
将风电场内的机组按照风速的不同编成多个风速机群;
将本次停机时间超过最短停机时间的机组按照启机队列系数由小到大的顺序进行排列,生成启机队列,其中,所述启机队列系数为:
S i_start =S w_start *1/w i +S T_start *1/T i_stop +S E_start *E i_all
其中,w i 为第i台机组所在风速机群的指标权重值;T i_stop 为第i台机组的累计停机时间,E i_all 为第i台机组的累计发电量,S w_start S T_start S E_start 为预设的权重值;
根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略,所述功率控制策略包括升功率策略或降功率策略;
根据各风速机群对应的目标重值w i 计算对应的功率分配系数,根据所述功率分配系数及约束条件计算第i组风速机群的目标功率值;
生成功率调整队列,按照相似裕度法将目标功率分配至功率调整队列中的各台机组。
2.如权利要求1所述的风电场有功功率控制方法,其特征在于,所述方法还包括:将本次运行时间超过最短运行时间的机组按照停机队列系数由大到小的顺序进行排列,生成停机队列,其中,所述停机队列系数为:
S i_stop =S w_stop *1/w i +S T_stop *T i_run +S E_stop *E i_all
所述w i 为第i台机组所在风速机群的指标权重值,T i_run 为第i台机组的累计运行时间,E i_all 为第i台机组的累计发电量,S w_stop S T_stop S E_stop 是预设的权重值。
3.如权利要求1~2任意一项所述的风电场有功功率控制方法,其特征在于,所述根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略包括:若所述全场有功功率偏差值大于升功率阈值,则生成升功率调节策略,所述升功率调节策略包括:
P max <P ref <P max +P start_max ,在启机队列中依次启动机组直至P max 大于或等于P ref ,其中,P ref 为全场机组总有功功率目标值,P max 为全场运行机组最大有功功率总和,P start_max 为启机队列机组全部启动后最大有功功率总和;
P max +P start_max <P ref 则启动启机队列中的所有风电机组,并将全场机组以最大有功功率值运行。
4.如权利要求1~2任意一项所述的风电场有功功率控制方法,其特征在于,所述根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略包括:若所述全场有功功率偏差值小于降功率阈值,则生成降功率调节策略,所述降功率调节策略包括:
P ref <P min ,则在停机队列中依次对机组进行停机操作直至P min ≤P ref ,其中,P min 是全场运行机组最小有功功率总和,P ref 为全场机组总有功功率目标值。
5.如权利要求1所述的风电场有功功率控制方法,其特征在于,所述方法包括:根据风场标准功率曲线及历史运行数据经验计算各风速机群对应的指标权重值w i
6.如权利要求5所述的风电场有功功率控制方法,其特征在于,所述根据各风速机群对应的目标权重值w i 计算对应的功率分配系数的步骤包括:
根据公式:
Figure 757726DEST_PATH_IMAGE001
计算得出各个风速机群的功率分配系数,其中,n i 为第i组风速机群包括的风机台数,
Figure 841351DEST_PATH_IMAGE002
为全风电场内全部k组风速机群的权重值与组内风机台数乘积的总和。
7.如权利要求6所述的风电场有功功率控制方法,其特征在于,所述根据所述功率分配系数及约束条件计算第i组风速机群的目标功率值的步骤包括:
采用多目标优化算法对目标功率值进行寻优,优化目标为使偏差值和最小,目标函数为:
Figure 593406DEST_PATH_IMAGE003
升功率调节时的约束条件为:
Figure 415869DEST_PATH_IMAGE004
降功率调节时的约束条件为:
Figure 682902DEST_PATH_IMAGE005
其中,P i_ref 为第i组机群目标功率值,P i_mea 为第i组机群当前实发有功值,P i_min 为第i组机群最小运行功率总和,P i_max 为第i组机群的最大有功功率总和。
8.一种风电场有功功率控制装置,其特征在于,所述装置包括:
第一生成模块,用于根据风电场的实时风速和风电机组的实际输出功率生成各台机组的功率曲线;
分组模块,用于根据全场风机所处的风速条件对全场风电机组进行集群分组;
启停队列模块,用于将本次停机时间超过最短停机时间的机组按照启机队列系数由小到大的顺序进行排列,生成启机队列,其中,所述启机队列系数为:
S i_start =S w_start *1/w i +S T_start *1/T i_stop +S E_start *E i_all
其中,w i 为第i台机组所在风速机群的指标权重值;T i_stop 为第i台机组的累计停机时间,E i_all 为第i台机组的累计发电量,S w_start S T_start S E_start 为预设的权重值;
第二生成模块,用于根据全场有功功率偏差值与有功功率调节阈值的大小关系生成功率控制策略,所述功率控制策略包括升功率策略或降功率策略;
计算模块,用于根据各风速机群对应的目标权重值w i 计算对应的功率分配系数,根据所述功率分配系数及约束条件计算第i组风速机群的目标功率值;
分配模块,用于生成功率调整队列,按照相似裕度法将目标功率分配至功率调整队列中的各台机组。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储一个或多个程序;
处理器;
当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,实现如权利要求1~7任意一项所述的方法。
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