CN111711229B - 可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法及装置 - Google Patents

可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法及装置，方法包括获取当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率；确定风机和无功补偿设备的可调约束范围；根据当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率，以及可调约束范围，确定调度下发的控制指令是否可执行，控制指令中包括有功功率调节目标值和无功功率调节目标值；基于有功功率调节目标值和无功功率调节目标值合成控制目标；基于控制目标设定对应的控制效率矩阵；基于控制目标和控制效率矩阵，获得目标优化函数；求解目标优化函数，得到满足约束条件的最优解作为各风机和无功补偿设备的输出控制指令。本发明能够同时调节风电场的有功功率和无功功率，使风电场获得了更快的响应速度。

Description

可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法及装置
技术领域
本发明属于风电场功率控制技术领域，具体涉及一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法。
背景技术
风能作为一种清洁、低成本的可再生能源，具有安全、能源永不耗竭等优势，在最近的几十年里发展迅速。但是风力发电具有随机性、间歇性和不可控性等缺点，风电大规模并网会对电网平稳运行造成影响。
风电场中有功功率调节设备为风电机组，无功补偿设备包括风电机组、无功补偿设备等。现有的有功功率控制分配策略和无功功率控制分配策略通常是分开进行的，导致风电场有功功率和无功功率调节的响应速度不高。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法，使风电场能灵活快速地响应调度指令。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法，包括：
获取当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率；
确定风机和无功补偿设备的可调约束范围；
根据当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率，以及所述可调约束范围，确定调度下发的控制指令是否可执行，所述控制指令中包括有功功率调节目标值和无功功率调节目标值；
基于所述有功功率调节目标值和无功功率调节目标值合成控制目标；
基于所述控制目标设定对应的控制效率矩阵；
基于所述控制目标和控制效率矩阵，获得目标优化函数；
求解所述目标优化函数，得到满足约束条件的最优解作为各风机和无功补偿设备的输出控制指令，实现可同时调节有功和无功的风电场功率控制。
可选地，所述风机和无功补偿设备的可调约束范围为：
U＝(U 1 … U n U n+1 … U n+m)T
U i＝max(ui,low,SPi，low)
ulow＝(u1,low … un,low un+1,low … un+m,low)T
uup＝(u1,up … un,up un+1,up … un+m,up)T
SPlow＝(SP1,low … SPn,low SPn+1,low … SPn+m,low)T
SPup＝(SP1,up … SPn,up SPn+1,up … SPn+m,up)T
式中，(SPlow，SPup)为各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间，(ulow，uup)为有功功率、无功功率输出的上下限区间；U中前n项U 1至U n表示n台风机有功功率调节约束范围下限，后m项U n+1至U n+m表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功约束范围下限，U k为向量U中第k项约束范围下限，k∈[1,n+m]，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的下限uk,low和第k项速率约束下限SPk,low中最大值确定；中前n项/>至/>表示n台风机有功功率调节约束范围上限，后m项/>至/>表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的约束范围上限，/>为向量/>中第k项约束范围上限，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的上限uk,up和第k项速率约束SPk，up中最小值确定；向量uup、ulow前n项u1,up至un,up、u1,low至un,low表示n台风机有功功率输出的上限和下限，后m项un+1,low至un+m,low表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率输出的上限和下限；向量SPlow、SPup前n项SP1,low、SP1,up至SPn,low、SPn,up表示n台风机有功调节速率约束的下限和上限，后m项SPn+1,low、SPn+1,up至SPn+m,low、SPn+m,up表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率调节速率约束下限和上限。
可选地，所述确定调度下发的控制指令是否可执行，包括以下步骤：
计算有功功率调节目标值Ptarget与风电场当前时刻输出功率Preal之差的绝对值ΔP＝|Ptarget-Preal|；
计算无功功率调节目标值Qtarget与风电场当前时刻输出功率Qreal之差的绝对值ΔQ＝|Qtarget-Qreal|；
若ΔP大于死区阀值φP，且有功功率调节目标值Ptarget满足下式，则判断有功调节目标值Ptarget可被执行：
式中，ΔP为所有风机有功可减少的下限；为所有风机有功可增加的上限；
若ΔQ大于死区阀值φQ，且无功功率调节目标值Qtarget满足下式，则判断无功调节目标值Qtarget可被执行：
式中，ΔQ为所有风机、无功补偿设备无功可减少的下限；为所有风机无功可增加的上限；b1,i表示第i台风机有功功率控制效率；b2,j表示第j台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率控制效率。
可选地，所述控制目标为：
式中，Ptarget为有功功率调节目标值，Qtarget为无功功率调节目标值。
可选地，所述控制效率矩阵为：
式中，第一行中的前n个元素b1,i对应于风机对有功功率输出目标值Ptarget的控制效率，第二行中的后m个元素b2,j对应于风机、无功补偿设备对无功功率输出目标值Qtarget的控制效率，n为风机总数，m为参与无功补偿的风机、无功补偿设备的总数。
可选地，若风机可控则b1,i设为1，风机不可控则b1,i设为0；控制效率矩阵B中第二行中的元素b2,j表示风机与无功补偿设备的无功调节控制效率，若参与无功补偿的风机与无功补偿设备可控则b2,j设为1，不可控则b2,j设为0。
可选地，所述目标优化函数为：
式中，u为各风机和无功补偿设备的控制指令；
u＝(u1 … un un+1 … un+n un+n+1 … un+m)T
式中，前n项为n台风机的有功控制指令，后m项包括n台参与无功补偿的风机和(m-n)台无功补偿设备的无功调节控制指令。
第二方面，本发明提供了一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制装置，包括：
获取单元，用于获取当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率；
第一确定单元，用于确定风机和无功补偿设备的可调约束范围；
第二确定单元，用于根据当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率，以及所述可调约束范围，确定调度下发的控制指令是否可执行，所述控制指令中包括有功功率调节目标值和无功功率调节目标值；
合成单元，用于基于所述有功功率调节目标值和无功功率调节目标值合成控制目标；
设定单元，用于基于所述控制目标设定对应的控制效率矩阵；
计算单元，用于基于所述控制目标和控制效率矩阵，获得目标优化函数；
求解单元，用于求解所述目标优化函数，得到满足约束条件的最优解作为各风机和无功补偿设备的输出控制指令，实现可同时调节有功和无功的风电场功率控制。
可选地，所述风机和无功补偿设备的可调约束范围为：
U＝(U 1 … U n U n+1 … U n+m)T
U i＝max(ui,low,SPi，low)
ulow＝(u1,low … un,low un+1,low … un+m,low)T
uup＝(u1,up … un,up un+1,up … un+m,up)T
SPlow＝(SP1,low … SPn,low SPn+1,low … SPn+m,low)T
SPup＝(SP1,up … SPn,up SPn+1,up … SPn+m,up)T
式中，(SPlow，SPup)为各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间，(ulow，uup)为有功功率、无功功率输出的上下限区间；U中前n项U 1至U n表示n台风机有功功率调节约束范围下限，后m项U n+1至U n+m表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功约束范围下限，U k为向量U中第k项约束范围下限，k∈[1,n+m]，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的下限uk,low和第k项速率约束下限SPk,low中最大值确定；中前n项/>至/>表示n台风机有功功率调节约束范围上限，后m项/>至/>表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的约束范围上限，/>为向量/>中第k项约束范围上限，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的上限uk,up和第k项速率约束SPk，up中最小值确定；向量uup、ulow前n项u1,up至un,up、u1,low至un,low表示n台风机有功功率输出的上限和下限，后m项un+1,low至un+m,low表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率输出的上限和下限；向量SPlow、SPup前n项SP1,low、SP1,up至SPn,low、SPn,up表示n台风机有功调节速率约束的下限和上限，后m项SPn+1,low、SPn+1,up至SPn+m,low、SPn+m,up表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率调节速率约束下限和上限。
可选地，所述确定调度下发的控制指令是否可执行，包括以下步骤：
计算有功功率调节目标值Ptarget与风电场当前时刻输出功率Preal之差的绝对值ΔP＝|Ptarget-Preal|；
计算无功功率调节目标值Qtarget与风电场当前时刻输出功率Qreal之差的绝对值ΔQ＝|Qtarget-Qreal|；
若ΔP大于死区阀值φP，且有功功率调节目标值Ptarget满足下式，则判断有功调节目标值Ptarget可被执行：
式中，ΔP为所有风机有功可减少的下限；为所有风机有功可增加的上限；
若ΔQ大于死区阀值φQ，且无功功率调节目标值Qtarget满足下式，则判断无功调节目标值Qtarget可被执行：
式中，ΔQ为所有风机、无功补偿设备无功可减少的下限；为所有风机无功可增加的上限；b1,i表示第i台风机有功功率控制效率；b2,j表示第j台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率控制效率。
可选地，所述目标优化函数为：
式中，u为各风机和无功补偿设备的控制指令；
u＝(u1 …un un+1 … un+n un+n+1 … un+m)T
式中，前n项为n台风机的有功控制指令，后m项包括n台参与无功补偿的风机和(m-n)台无功补偿设备的无功调节控制指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明以调度下发的风电场有功功率、无功功率输出为控制目标，以各风电机组有功功率、无功补偿设备无功功率输出为调整量，对风电场的风电机组、无功补偿设备输出统一规划，确定风电场内每台风机和无功补偿设备的功率输出，灵活实现风电场同时调整有功功率和无功功率的目的。
2、本发明控制方法充分考虑到了风机、无功补偿设备约束条件，使得各风机、无功补偿设备在满足约束条件的情况下参与功率控制；
3、本发明的控制方法能够同时调节风电场的有功功率和无功功率，使风电场获得了更快的响应速度。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明中一种可同时调节风电场有功功率和无功功率的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种可同时调节风电场有功功率和无功功率的控制方法，根据调度下发的有功功率和无功功率目标值，基于预设的目标优化函数，并利用群智能算法求解该目标优化函数，将得到的最优解作为各风机和无功补偿设备的控制指令，使风电场能灵活快速地满足调度指令要求，具体包括以下步骤：
(1)获取当前时刻风电场实际输出的有功功率Preal和无功功率Qreal；
(2)确定风机和无功补偿设备的可调约束范围，具体包括以下步骤：
根据各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间(SPlow，SPup)和有功功率、无功功率输出的上下限区间(ulow，uup)，得到各风机和无功补偿设备控制指令u的约束范围 这些约束条件向量中前n项表示风机有功调节约束条件，后m项表示无功调节约束条件；
U＝(U 1 … U n U n+1 … U n+m)T
U i＝max(ui,low,SPi，low)
ulow＝(u1,low … un,low un+1,low … un+m,low)T
uup＝(u1,up … un,up un+1,up … un+m,up)T
SPlow＝(SP1,low … SPn,low SPn+1,low … SPn+m,low)T
SPup＝(SP1,up … SPn,up SPn+1,up … SPn+m,up)T
式中，(SPlow，SPup)为各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间，(ulow，uup)为有功功率、无功功率输出的上下限区间；U中前n项U 1至U n表示n台风机有功功率调节约束范围下限，后m项U n+1至U n+m表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功约束范围下限，U k为向量U中第k项约束范围下限，k∈[1,n+m]，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的下限uk,low和第k项速率约束下限SPk,low中最大值确定；中前n项/>至/>表示n台风机有功功率调节约束范围上限，后m项/>至/>表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的约束范围上限，/>为向量/>中第k项约束范围上限，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的上限uk,up和第k项速率约束SPk，up中最小值确定；向量uup、ulow前n项u1,up至un,up、u1,low至un,low表示n台风机有功功率输出的上限和下限，后m项un+1,low至un+m,low表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率输出的上限和下限；向量SPlow、SPup前n项SP1,low、SP1,up至SPn,low、SPn,up表示n台风机有功调节速率约束的下限和上限，后m项SPn+1,low、SPn+1,up至SPn+m,low、SPn+m,up表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率调节速率约束下限和上限。
(3)根据当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率，以及所述可调约束范围，确定调度下发的控制指令是否可执行，所述控制指令中包括有功功率调节目标值和无功功率调节目标值，具体包括以下步骤：
有功功率输出目标值Ptarget与风电场当前时刻输出功率Preal之差的绝对值记为ΔP＝|Ptarget-Preal|，无功功率输出目标值Qtarget与风电场当前时刻输出功率Qreal之差的绝对值记为ΔQ＝|Qtarget-Qreal|。若ΔP大于死区阀值φP，则根据所有风机有功可减少的下限ΔP和可增加的上限判断目标值Ptarget是否可被执行，判断依据为：
若ΔQ大于死区阀值φQ，则根据所有风机、无功补偿设备无功可减少的下限ΔQ和可增加的上限确定无功功率目标值Qtarget是否可被执行，判断依据为：
其中，若成立，则表示有功功率目标值Ptarget可执行，否则表示Ptarget不可执行，b1,i表示第i台风机有功功率控制效率。/>成立则表示无功功率目标值Qtarget可执行，否则表示Qtarget不可执行，b2,j表示第j台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率控制效率。
(4)基于所述有功功率调节目标值和无功功率调节目标值合成控制目标，具体地：
依据有功功率调节目标值Ptarget、无功功率调节目标值Qtarget合成控制目标w；
(5)基于所述控制目标设定对应的控制效率矩阵，具体包括以下步骤：
根据合成的控制目标w，风机与无功补偿设备的有功和无功控制效率矩阵B表示如下:
其中，第一行中的前n个元素b1,i对应于风机对有功功率输出目标值Ptarget的控制效率，第二行中的后m个元素b2,j对应于风机、无功补偿设备对无功功率输出目标值Qtarget的控制效率，n为风机总数，m为参与无功补偿的风机、无功补偿设备的总数。
若风机可控则b1,i设为1，风机不可控则b1,i设为0；控制效率矩阵B中第二行中的元素b2,j表示风机与无功补偿设备的无功调节控制效率，若参与无功补偿的风机与无功补偿设备可控则b2,j设为1，不可控则b2,j设为0。
合成的控制目标w可根据调度的有功与无功补偿需求和约束条件灵活调整，当需要同时调节有功与无功且同时满足式时，合成控制目标w如式当只需调节有功或者需要同时调节有功与无功但无功补偿不满足约束条件式时：
w＝Ptarget
此时对应控制效率矩阵B降维为：
B＝[b1,1 … b1,n] ()
控制指令u简化为：
u＝(u1 … un)T
同理当只需调节无功或者需要同时调节有功与无功但有功调节不满足约束条件式时：
w＝Qtarget
此时对应控制效率矩阵B降维为：
B＝[b2,n+1 … b2,n+m]
控制指令u简化为：
u＝(un+1 … un+m)T
这样做既可以满足同时调节有功与无功功率的情况，又可以满足单独调节有功、无功的情况并简化计算。
(6)基于所述控制目标和控制效率矩阵，获得目标函数，具体包括以下步骤：
根据合成控制目标w、控制效率矩阵B和风机与无功补偿设备的控制指令u，建立一个考虑约束条件的目标优化函数J，用于求解各风机和无功补偿设备的控制指令u：
目标优化函数中风机与无功补偿设备的有功功率、无功功率的控制指令为：
u＝(u1 … un un+1 … un+m)T
其中，前n项为n台风机的有功控制指令，后m项包括n台参与无功调节的风机和(m-n)台无功补偿装置的无功调节控制指令。
(7)求解所述目标函数，得到满足约束条件的最优解作为各风机和无功补偿设备的输出控制指令；具体包括以下步骤：
利用群智能算法求解目标优化函数J，得到满足约束条件的最优解作为风机和无功补偿设备的控制指令u；
(8)等待风机、无功补偿设备执行指令动作完成后，返回步骤(1)。
基于上述，本发明以调度下发的风电场有功功率和无功功率目标值为控制目标，以各风机、无功补偿装置的有功和无功输出功率为调整量进行分配，控制方法充分考虑了风机、无功补偿设备的保护约束条件，使风电场具备同时调节有功功率和无功功率的能力，并且能根据调度指令和约束条件灵活调整，提高了风电场对调度指令的响应速度
实施例2
基于与实施例1相同的发明构思，本发明实施例中提供了一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制装置，包括：
获取单元，用于获取当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率；
第一确定单元，用于确定风机和无功补偿设备的可调约束范围；
第二确定单元，用于根据当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率，以及所述可调约束范围，确定调度下发的控制指令是否可执行，所述控制指令中包括有功功率调节目标值和无功功率调节目标值；
合成单元，用于基于所述有功功率调节目标值和无功功率调节目标值合成控制目标；
设定单元，用于基于所述控制目标设定对应的控制效率矩阵；
计算单元，用于基于所述控制目标和控制效率矩阵，获得目标优化函数；
求解单元，用于求解所述目标优化函数，得到满足约束条件的最优解作为各风机和无功补偿设备的输出控制指令，实现可同时调节有功和无功的风电场功率控制。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述风机和无功补偿设备的可调约束范围为：
U＝(U 1 … U n U n+1 … U n+m)T
U i＝max(ui,low,SPi，low)
ulow＝(u1,low … un,low un+1,low … un+m,low)T
uup＝(u1,up … un,up un+1,up … un+m,up)T
SPlow＝(SP1,low … SPn,low SPn+1,low … SPn+m,low)T
SPup＝(SP1,up … SPn,up SPn+1,up … SPn+m,up)T
式中，(SPlow，SPup)为各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间，(ulow，uup)为有功功率、无功功率输出的上下限区间；U中前n项U 1至U n表示n台风机有功功率调节约束范围下限，后m项U n+1至U n+m表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功约束范围下限，U k为向量U中第k项约束范围下限，k∈[1,n+m]，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的下限uk,low和第k项速率约束下限SPk,low中最大值确定；中前n项/>至/>表示n台风机有功功率调节约束范围上限，后m项/>至/>表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的约束范围上限，/>为向量/>中第k项约束范围上限，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的上限uk,up和第k项速率约束SPk，up中最小值确定；向量uup、ulow前n项u1,up至un,up、u1,low至un,low表示n台风机有功功率输出的上限和下限，后m项un+1,low至un+m,low表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率输出的上限和下限；向量SPlow、SPup前n项SP1,low、SP1,up至SPn,low、SPn,up表示n台风机有功调节速率约束的下限和上限，后m项SPn+1,low、SPn+1,up至SPn+m, low、SPn+m,up表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率调节速率约束下限和上限。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述确定调度下发的控制指令是否可执行，包括以下步骤：
计算有功功率调节目标值Ptarget与风电场当前时刻输出功率Preal之差的绝对值ΔP＝|Ptarget-Preal|；
计算无功功率调节目标值Qtarget与风电场当前时刻输出功率Qreal之差的绝对值ΔQ＝|Qtarget-Qreal|；
若ΔP大于死区阀值φP，且有功功率调节目标值Ptarget满足下式，则判断有功调节目标值Ptarget可被执行：
/>
式中，ΔP为所有风机有功可减少的下限；为所有风机有功可增加的上限；
若ΔQ大于死区阀值φQ，且无功功率调节目标值Qtarget满足下式，则判断无功调节目标值Qtarget可被执行：
式中，ΔQ为所有风机、无功补偿设备无功可减少的下限；为所有风机无功可增加的上限；b1,i表示第i台风机有功功率控制效率；b2,j表示第j台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率控制效率；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述控制目标为：
式中，Ptarget为有功功率调节目标值，Qtarget为无功功率调节目标值。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述控制效率矩阵为：
式中，第一行中的前n个元素b1,i对应于风机对有功功率输出目标值Ptarget的控制效率，第二行中的后m个元素b2,j对应于风机、无功补偿设备对无功功率输出目标值Qtarget的控制效率，n为风机总数，m为参与无功补偿的风机、无功补偿设备的总数。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，若风机可控则b1,i设为1，风机不可控则b1,i设为0；控制效率矩阵B中第二行中的元素b2,j表示风机与无功补偿设备的无功调节控制效率，若参与无功补偿的风机与无功补偿设备可控则b2,j设为1，不可控则b2,j设为0。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述目标优化函数为：
式中，u为各风机和无功补偿设备的控制指令；
u＝(u1 … un un+1 … un+n un+n+1 … un+m)T
式中，前n项为n台风机的有功控制指令，后m项包括n台参与无功补偿的风机和(m-n)台无功补偿设备的无功调节控制指令。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法，其特征在于，包括：
获取当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率；
确定风机和无功补偿设备的可调约束范围；
根据当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率，以及所述可调约束范围，确定调度下发的控制指令是否可执行，所述控制指令中包括有功功率调节目标值和无功功率调节目标值；
基于所述有功功率调节目标值和无功功率调节目标值合成控制目标；
基于所述控制目标设定对应的控制效率矩阵；
基于所述控制目标和控制效率矩阵，获得目标优化函数；
求解所述目标优化函数，得到满足约束条件的最优解作为各风机和无功补偿设备的输出控制指令，实现可同时调节有功和无功的风电场功率控制；
根据各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间(SPlow，SPup)和有功功率、无功功率输出的上下限区间(ulow，uup)，得到各风机和无功补偿设备控制指令u的约束范围 这些约束条件向量中前n项表示风机有功调节约束条件，后m项表示无功调节约束条件；
U＝(U 1 … U n U n+1 … U n+m)T
U i＝max(ui,low,SPi，low)
ulow＝(u1,low … un,low un+1,low … un+m,low)T
uup＝(u1,up … un,up un+1,up … un+m,up)T
SPlow＝(SP1,low … SPn,low SPn+1,low … SPn+m,low)T
SPup＝(SP1,up … SPn,up SPn+1,up … SPn+m,up)T
式中，(SPlow，SPup)为各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间，(ulow，uup)为有功功率、无功功率输出的上下限区间；U中前n项U 1至U n表示n台风机有功功率调节约束范围下限，后m项U n+1至U n+m表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功约束范围下限，U k为向量U中第k项约束范围下限，k∈[1,n+m]，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的下限uk,low和第k项速率约束下限SPk,low中最大值确定；中前n项/>至/>表示n台风机有功功率调节约束范围上限，后m项/>至/>表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的约束范围上限，/>为向量/>中第k项约束范围上限，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的上限uk,up和第k项速率约束SPk，up中最小值确定；向量uup、ulow前n项u1,up至un,up、u1,low至un,low表示n台风机有功功率输出的上限和下限，后m项un+1,low至un+m,low表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率输出的上限和下限；向量SPlow、SPup前n项SP1,low、SP1,up至SPn,low、SPn,up表示n台风机有功调节速率约束的下限和上限，后m项SPn+1,low、SPn+1,up至SPn+m,low、SPn+m,up表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率调节速率约束下限和上限；
有功功率输出目标值Ptarget与风电场当前时刻输出功率Preal之差的绝对值记为ΔP＝|Ptarget-Preal|，无功功率输出目标值Qtarget与风电场当前时刻输出功率Qreal之差的绝对值记为ΔQ＝|Qtarget-Qreal|；若ΔP大于死区阀值φP，则根据所有风机有功可减少的下限ΔP和可增加的上限判断目标值Ptarget是否可被执行，判断依据为：
若ΔQ大于死区阀值φQ，则根据所有风机、无功补偿设备无功可减少的下限ΔQ和可增加的上限确定无功功率目标值Qtarget是否可被执行，判断依据为：
其中，若成立，则表示有功功率目标值Ptarget可执行，否则表示Ptarget不可执行，b1,i表示第i台风机有功功率控制效率；/>成立则表示无功功率目标值Qtarget可执行，否则表示Qtarget不可执行，b2,j表示第j台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率控制效率；
依据有功功率调节目标值Ptarget、无功功率调节目标值Qtarget合成控制目标w；
所述目标优化函数为：
式中，u为各风机和无功补偿设备的控制指令；
u＝(u1 … un un+1 … un+n un+n+1 … un+m)T
式中，前n项为n台风机的有功控制指令，后m项包括n台参与无功补偿的风机和(m-n)台无功补偿设备的无功调节控制指令。
2.根据权利要求1所述的一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法，其特征在于，所述控制效率矩阵为：
式中，第一行中的前n个元素b1,i对应于风机对有功功率输出目标值Ptarget的控制效率，第二行中的后m个元素b2,j对应于风机、无功补偿设备对无功功率输出目标值Qtarget的控制效率，n为风机总数，m为参与无功补偿的风机、无功补偿设备的总数。
3.根据权利要求2所述的一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制方法，其特征在于，若风机可控则b1,i设为1，风机不可控则b1,i设为0；控制效率矩阵B中第二行中的元素b2,j表示风机与无功补偿设备的无功调节控制效率，若参与无功补偿的风机与无功补偿设备可控则b2,j设为1，不可控则b2,j设为0。
4.一种可同时调节有功和无功的风电场功率控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率；
第一确定单元，用于确定风机和无功补偿设备的可调约束范围；
第二确定单元，用于根据当前时刻风电场实际输出的有功功率和无功功率，以及所述可调约束范围，确定调度下发的控制指令是否可执行，所述控制指令中包括有功功率调节目标值和无功功率调节目标值；
合成单元，用于基于所述有功功率调节目标值和无功功率调节目标值合成控制目标；
设定单元，用于基于所述控制目标设定对应的控制效率矩阵；
计算单元，用于基于所述控制目标和控制效率矩阵，获得目标优化函数；
求解单元，用于求解所述目标优化函数，得到满足约束条件的最优解作为各风机和无功补偿设备的输出控制指令，实现可同时调节有功和无功的风电场功率控制；
根据各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间(SPlow，SPup)和有功功率、无功功率输出的上下限区间(ulow，uup)，得到各风机和无功补偿设备控制指令u的约束范围 这些约束条件向量中前n项表示风机有功调节约束条件，后m项表示无功调节约束条件；
U＝(U 1 … U n U n+1 … U n+m)T
U i＝max(ui,low,SPi，low)
ulow＝(u1,low … un,low un+1,low … un+m,low)T
uup＝(u1,up … un,up un+1,up … un+m,up)T
SPlow＝(SP1,low … SPn,low SPn+1,low … SPn+m,low)T
SPup＝(SP1,up … SPn,up SPn+1,up … SPn+m,up)T
式中，(SPlow，SPup)为各风机和无功补偿设备当前的速率约束区间，(ulow，uup)为有功功率、无功功率输出的上下限区间；U中前n项U 1至U n表示n台风机有功功率调节约束范围下限，后m项U n+1至U n+m表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功约束范围下限，U k为向量U中第k项约束范围下限，k∈[1,n+m]，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的下限uk,low和第k项速率约束下限SPk,low中最大值确定；中前n项/>至/>表示n台风机有功功率调节约束范围上限，后m项/>至/>表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的约束范围上限，/>为向量/>中第k项约束范围上限，由对应的第k项有功功率、无功功率输出的上限uk,up和第k项速率约束SPk，up中最小值确定；向量uup、ulow前n项u1,up至un,up、u1,low至un,low表示n台风机有功功率输出的上限和下限，后m项un+1,low至un+m,low表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率输出的上限和下限；向量SPlow、SPup前n项SP1,low、SP1,up至SPn,low、SPn,up表示n台风机有功调节速率约束的下限和上限，后m项SPn+1,low、SPn+1,up至SPn+m,low、SPn+m,up表示m台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率调节速率约束下限和上限；
有功功率输出目标值Ptarget与风电场当前时刻输出功率Preal之差的绝对值记为ΔP＝|Ptarget-Preal|，无功功率输出目标值Qtarget与风电场当前时刻输出功率Qreal之差的绝对值记为ΔQ＝|Qtarget-Qreal|；若ΔP大于死区阀值φP，则根据所有风机有功可减少的下限ΔP和可增加的上限判断目标值Ptarget是否可被执行，判断依据为：
若ΔQ大于死区阀值φQ，则根据所有风机、无功补偿设备无功可减少的下限ΔQ和可增加的上限确定无功功率目标值Qtarget是否可被执行，判断依据为：
其中，若成立，则表示有功功率目标值Ptarget可执行，否则表示Ptarget不可执行，b1,i表示第i台风机有功功率控制效率；/>成立则表示无功功率目标值Qtarget可执行，否则表示Qtarget不可执行，b2,j表示第j台参与无功补偿的风机、无功补偿设备的无功功率控制效率；
依据有功功率调节目标值Ptarget、无功功率调节目标值Qtarget合成控制目标w；
所述目标优化函数为：
式中，u为各风机和无功补偿设备的控制指令；
u＝(u1…un un+1…un+n un+n+1…un+m)T
式中，前n项为n台风机的有功控制指令，后m项包括n台参与无功补偿的风机和(m-n)台无功补偿设备的无功调节控制指令。
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