CN109980699B - 风电场内部功率调整方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种风电场内部功率调整方法及装置，属于风电场工程技术领域，该方法包括：获取功率调整指令；确定目标功率与风电场的当前运行功率之间的差值，得到风电场的待调整有功功率；根据预设功率调整原则和风电场的待调整有功功率调整风电场中每个风电机组的有功功率；其中，预设功率调整原则为：风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与比值的平均值之差的平方和最小；可以解决采用平均分配功率方法分配需调整的功率，整个风电场和各个风电机组的运行效率可能均较低的问题；由于将各风电机组功率运行系数最接近作为预设功率调整原则，因此，可以提高整个风电场的运行效率。

Description

风电场内部功率调整方法及装置
技术领域
本发明涉及一种风电场内部功率调整方法，属于风电场工程技术领域。
背景技术
风电等可再生能源的大力发展有利于实现能源结构的优化调整，促进电力系统节能减排。风电场具备有功功率调节能力，根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。为此，风电场配置有功功率控制系统，接收并自动执行自动发电控制(Automatic GenerationControl，AGC)系统远方发送的有功功率控制信号。
通常，对于拥有多台风电机组的风电场来说，当AGC传达出功率调整指令后，风电场内部需要将需调整的功率按一定的规则分配到每台风电机组。已有的功率分配原则为：采用平均分配功率方法。
然而，采用平均分配功率方法分配需调整的功率，整个风电场和各个风电机组的运行效率可能均较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电场内部功率调整方法及装置，可以解决采用平均分配功率方法分配需调整的功率，整个风电场和各个风电机组的运行效率可能均较低的问题。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，提供一种风电场内部功率调整方法，所述方法包括：
获取功率调整指令，所述功率调整指令用于指示将风电场的有功功率调整至目标功率；
确定所述目标功率与所述风电场的当前运行功率之间的差值，得到所述风电场的待调整有功功率；
根据预设功率调整原则和所述风电场的待调整有功功率调整所述风电场中每个风电机组的有功功率；
其中，所述预设功率调整原则为：所述风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与所述比值的平均值之差的平方和最小。
可选地，所述根据预设功率调整原则和所述风电场的待调整有功功率调整所述风电场中每个风电机组的有功功率，包括：
获取所述风电场中n台风电机组的当前运行功率和额定功率；所述n为正整数；
将所述当前运行功率、所述额定功率和所述风电场的待调整有功功率输入预设公式，得到所述风电场中每个风电机组的待调整有功功率；
按照所述每个风电机组的待调整有功功率调整每个风电机组的有功功率；
其中，所述预设公式为：
Figure GDA0004069682990000021
Figure GDA0004069682990000022
其中，所述ΔPk为第k个风电机组的待调整有功功率，Pk为所述第k个风电机组的额定功率；ΔPi为第i个风电机组的待调整有功功率，Pi为所述第i个风电机组的额定功率；
Figure GDA0004069682990000023
为第k个风电机组的当前运行功率；
Figure GDA0004069682990000024
为第i个风电机组的当前运行功率，所述i和所述j均为小于或等于所述n的正整数。
可选地，所述获取功率调整指令，包括：
接收机组自动发电控制AGC系统发送的所述功率调整指令。
第二方面，提供一种风电场内部功率调整装置，所述装置包括：
指令获取模块，用于获取功率调整指令，所述功率调整指令用于指示将风电场的有功功率调整至目标功率；
功率确定模块，用于确定所述目标功率与所述风电场的当前运行功率之间的差值，得到所述风电场的待调整有功功率；
功率调节模块，用于根据预设功率调整原则和所述风电场的待调整有功功率调整所述风电场中每个风电机组的有功功率；
其中，所述预设功率调整原则为：所述风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与所述比值的平均值之差的平方和最小。
可选地，所述功率调节模块，用于：
获取所述风电场中n台风电机组的当前运行功率和额定功率；所述n为正整数；
将所述当前运行功率、所述额定功率和所述风电场的待调整有功功率输入预设公式，得到所述风电场中每个风电机组的待调整有功功率；
按照所述每个风电机组的待调整有功功率调整每个风电机组的有功功率；
其中，所述预设公式为：
Figure GDA0004069682990000031
Figure GDA0004069682990000032
其中，所述ΔPk为第k个风电机组的待调整有功功率，Pk为所述第k个风电机组的额定功率；ΔPi为第i个风电机组的待调整有功功率，Pi为所述第i个风电机组的额定功率；
Figure GDA0004069682990000033
为第k个风电机组的当前运行功率；
Figure GDA0004069682990000034
为第i个风电机组的当前运行功率，所述i和所述j均为小于或等于所述n的正整数。
可选地，所述指令获取模块，用于：
接收机组自动发电控制AGC系统发送的所述功率调整指令。
本发明的有益效果在于：通过获取功率调整指令；确定目标功率与风电场的当前运行功率之间的差值，得到风电场的待调整有功功率；根据预设功率调整原则和风电场的待调整有功功率调整风电场中每个风电机组的有功功率；其中，预设功率调整原则为：风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与比值的平均值之差的平方和最小；可以解决采用平均分配功率方法分配需调整的功率，整个风电场和各个风电机组的运行效率可能均较低的问题；由于将各风电机组功率运行系数最为接近作为预设功率调整原则，因此，可以在保证成功执行功率调整指令的前提下，提高各风电机组的运行效率，从而提高整个风电场的运行效率。
上述说明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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本申请一个实施例提供的风电场内部功率调整方法的流程图；
图2是本申请一个实施例提供的风电场内部功率调整装置的框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
首先，对本申请涉及的若干名词进行解释。
自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)：在电力系统中，AGC是调节不同发电厂的多个发电机有功输出以响应负荷的变化的系统。
有功功率(也称平均功率)：是指一个周期内发出或负载消耗的瞬时功率的积分的平均值(或负载电阻所消耗的功率)。
可选地，本申请以各个实施例中每个步骤的执行主体为风电场中的有功功率控制系统为例进行说明。
图1是本申请一个实施例提供的风电场内部功率调整方法的流程图。该方法至少包括以下几个步骤：
步骤101，获取功率调整指令，该功率调整指令用于指示将风电场的有功功率调整至目标功率。
可选地，获取功率调整指令，包括：接收机组自动发电控制AGC系统发送的功率调整指令。
步骤102，确定目标功率与风电场的当前运行功率之间的差值，得到风电场的待调整有功功率。
其中，风电场的当前运行功率为风电场当前的有功功率。
目标功率与风电场当前的有功功率之差为待调整有功功率ΔP。
步骤103，根据预设功率调整原则和风电场的待调整有功功率调整风电场中每个风电机组的有功功率；其中，预设功率调整原则为：风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与比值的平均值之差的平方和最小。
假设风电场内共有n台风电机组(n为正整数)，每台风电机组的当前运行功率
Figure GDA0004069682990000051
为：
Figure GDA0004069682990000052
n台风电机组调整之后的有功功率P为：
Figure GDA0004069682990000053
Figure GDA0004069682990000054
n台风电机组的额定功率P额为：
P额＝{P1 P2 P3 … Pn}
n台风电机组的功率运行系数τ为：
Figure GDA0004069682990000055
n台风电机组的功率运行系数的平均值AVG为：
Figure GDA0004069682990000056
其中，ΔPi为第i个风电机组的待调整有功功率，Pi为第i个风电机组的额定功率。
建立目标函数，求解各个风电机组的待调整有功功率，风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与该比值的平均值之差的平方和最小。
假设目标函数为：
Figure GDA0004069682990000061
其中，
Figure GDA0004069682990000062
为常数项，另：
Figure GDA0004069682990000063
则得到预设公式：
Figure GDA0004069682990000064
其中，ΔPk为第k个风电机组的待调整有功功率，Pi为第k个风电机组的额定功率；
Figure GDA0004069682990000065
为第k个风电机组的当前运行功率；
Figure GDA0004069682990000066
为第i个风电机组的当前运行功率，i和j均为小于或等于n的正整数。
基于上述计算过程，根据预设功率调整原则和风电场的待调整有功功率调整风电场中每个风电机组的有功功率，包括：获取风电场中n台风电机组的当前运行功率和额定功率；将当前运行功率、额定功率和风电场的待调整有功功率输入预设公式，得到风电场中每个风电机组的待调整有功功率；按照每个风电机组的待调整有功功率调整每个风电机组的有功功率。
综上所述，本实施例提供的风电场内部功率调整方法，通过获取功率调整指令；确定目标功率与风电场的当前运行功率之间的差值，得到风电场的待调整有功功率；根据预设功率调整原则和风电场的待调整有功功率调整风电场中每个风电机组的有功功率；其中，预设功率调整原则为：风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与比值的平均值之差的平方和最小；可以解决采用平均分配功率方法分配需调整的功率，整个风电场和各个风电机组的运行效率可能均较低的问题；由于将各风电机组功率运行系数最为接近作为预设功率调整原则，因此，可以在保证成功执行功率调整指令的前提下，提高各风电机组的运行效率，从而提高整个风电场的运行效率。
图2是本申请一个实施例提供的风电场内部功率调整装置的框图。该装置至少包括以下几个模块：指令获取模块210、功率确定模块220和功率调节模块230。
指令获取模块210，用于获取功率调整指令，所述功率调整指令用于指示将风电场的有功功率调整至目标功率；
功率确定模块220，用于确定所述目标功率与所述风电场的当前运行功率之间的差值，得到所述风电场的待调整有功功率；
功率调节模块230，用于根据预设功率调整原则和所述风电场的待调整有功功率调整所述风电场中每个风电机组的有功功率；
其中，所述预设功率调整原则为：所述风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与所述比值的平均值之差的平方和最小。
可选地，所述功率调节模块230，用于：
获取所述风电场中n台风电机组的当前运行功率和额定功率；所述n为正整数；
将所述当前运行功率、所述额定功率和所述风电场的待调整有功功率输入预设公式，得到所述风电场中每个风电机组的待调整有功功率；
按照所述每个风电机组的待调整有功功率调整每个风电机组的有功功率；
其中，所述预设公式为：
Figure GDA0004069682990000071
Figure GDA0004069682990000072
其中，所述ΔPk为第k个风电机组的待调整有功功率，Pk为所述第k个风电机组的额定功率；ΔPi为第i个风电机组的待调整有功功率，Pi为所述第i个风电机组的额定功率；
Figure GDA0004069682990000081
为第k个风电机组的当前运行功率；
Figure GDA0004069682990000082
为第i个风电机组的当前运行功率，所述i和所述j均为小于或等于所述n的正整数。
可选地，所述指令获取模块210，用于：
接收机组自动发电控制AGC系统发送的所述功率调整指令。
相关细节参考上述方法实施例。
需要说明的是：上述实施例中提供的风电场内部功率调整装置在进行风电场内部功率调整时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将风电场内部功率调整装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的风电场内部功率调整装置与风电场内部功率调整方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种风电场内部功率调整方法，其特征在于，所述方法包括：
获取功率调整指令，所述功率调整指令用于指示将风电场的有功功率调整至目标功率；
确定所述目标功率与所述风电场的当前运行功率之间的差值，得到所述风电场的待调整有功功率；
根据预设功率调整原则和所述风电场的待调整有功功率调整所述风电场中每个风电机组的有功功率；
其中，所述预设功率调整原则为：所述风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与所述比值的平均值之差的平方和最小；
所述根据预设功率调整原则和所述风电场的待调整有功功率调整所述风电场中每个风电机组的有功功率，包括：
获取所述风电场中n台风电机组的当前运行功率和额定功率；所述n为正整数；
将所述当前运行功率、所述额定功率和所述风电场的待调整有功功率输入预设公式，得到所述风电场中每个风电机组的待调整有功功率；
按照所述每个风电机组的待调整有功功率调整每个风电机组的有功功率；
其中，每台风电机组的当前运行功率
Figure FDA0004069682980000011
为：
Figure FDA0004069682980000012
n台风电机组调整之后的有功功率P为：
Figure FDA0004069682980000013
Figure FDA0004069682980000014
n台风电机组的额定功率P额为：
P额＝{P1 P2 P3 …Pn}
n台风电机组的功率运行系数τ为：
Figure FDA0004069682980000015
n台风电机组的功率运行系数的平均值AVG为：
Figure FDA0004069682980000021
其中，ΔPi为第i个风电机组的待调整有功功率，Pi为第i个风电机组的额定功率；
目标函数为：
Figure FDA0004069682980000022
其中，
Figure FDA0004069682980000023
为常数项；
则得到所述预设公式为：
Figure FDA0004069682980000024
Figure FDA0004069682980000025
其中，所述ΔPk为第k个风电机组的待调整有功功率，Pk为所述第k个风电机组的额定功率；ΔPi为第i个风电机组的待调整有功功率，Pi为所述第i个风电机组的额定功率；
Figure FDA0004069682980000026
为第k个风电机组的当前运行功率；
Figure FDA0004069682980000027
为第i个风电机组的当前运行功率，所述i和所述j均为小于或等于所述n的正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取功率调整指令，包括：
接收机组自动发电控制AGC系统发送的所述功率调整指令。
3.一种风电场内部功率调整装置，其特征在于，所述装置包括：
指令获取模块，用于获取功率调整指令，所述功率调整指令用于指示将风电场的有功功率调整至目标功率；
功率确定模块，用于确定所述目标功率与所述风电场的当前运行功率之间的差值，得到所述风电场的待调整有功功率；
功率调节模块，用于根据预设功率调整原则和所述风电场的待调整有功功率调整所述风电场中每个风电机组的有功功率；
其中，所述预设功率调整原则为：所述风电场中各个风电机组调整后的运行功率与额定功率的比值与所述比值的平均值之差的平方和最小；
所述功率调节模块，用于：
获取所述风电场中n台风电机组的当前运行功率和额定功率；所述n为正整数；
将所述当前运行功率、所述额定功率和所述风电场的待调整有功功率输入预设公式，得到所述风电场中每个风电机组的待调整有功功率；
按照所述每个风电机组的待调整有功功率调整每个风电机组的有功功率；
其中，每台风电机组的当前运行功率
Figure FDA0004069682980000031
为：
Figure FDA0004069682980000032
n台风电机组调整之后的有功功率P为：
Figure FDA0004069682980000033
Figure FDA0004069682980000034
n台风电机组的额定功率P额为：
P额＝{P1 P2 P3 … Pn}
n台风电机组的功率运行系数τ为：
Figure FDA0004069682980000035
n台风电机组的功率运行系数的平均值AVG为：
Figure FDA0004069682980000036
其中，ΔPi为第i个风电机组的待调整有功功率，Pi为第i个风电机组的额定功率；
目标函数为：
Figure FDA0004069682980000041
其中，
Figure FDA0004069682980000042
为常数；
则得到所述预设公式为：
Figure FDA0004069682980000043
Figure FDA0004069682980000044
其中，所述ΔPk为第k个风电机组的待调整有功功率，Pk为所述第k个风电机组的额定功率；ΔPi为第i个风电机组的待调整有功功率，Pi为所述第i个风电机组的额定功率；
Figure FDA0004069682980000045
为第k个风电机组的当前运行功率；
Figure FDA0004069682980000046
为第i个风电机组的当前运行功率，所述i和所述j均为小于或等于所述n的正整数。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述指令获取模块，用于：
接收机组自动发电控制AGC系统发送的所述功率调整指令。
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