CN113452091A - 一种风电场快速有功功率控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风电场快速有功功率控制方法及控制系统,根据电网调度指令和风电场站内测量信息,通过风电场AGC系统和能量管理平台,调节风电机组的有功出力,实现风电场并网点有功控制,以满足发电厂并网要求。该系统采集风电场站内测量信息,尤其是并网点电压和电流信息,计算得到并网点实时的有功功率。电网调度给定有功功率值与实测有功功率做差值,然后将差值叠加到电网调度指令上,输出给风电场AGC系统和能量管理平台,实现闭环调节并网点有功功率,达到快速准确的调节风电场有功功率的目的。该系统避免了风电场人工调节误差大,响应慢等缺点,且可以自动补偿风电场网损,使并网点有功功率自动跟随调度指令。
Description
技术领域
本发明属于风力发电技术领域,具体涉及一种风电场快速有功功率控制方法及控制系统。
背景技术
风力发电不同于常规电源,集电线路长,大多处于供电电网末端,风电场输出功率的随机波动给电网运行带来诸多不利影响。
根据发电厂并网要求,总装机容量在10MW及以上的新能源场站必须配置有功功率自动控制系统(AGC),接收并自动执行电力调控机构远方发送的有功功率控制信号。调控机构应对调管范围内的总装机容量在10MW及以上的新能源场站有功控制系统运行性能进行统计和考核。
有功功率控制系统考核指标包括:一是风电场应按照电力调控机构要求控制有功功率变化值,要求月均10min最大功率变化不超过装机容量的33%,月均1min最大功率变化不超过装机容量的10%,功率变化考核功率上升阶段和下降阶段的变化,因环境因素变化导致的功率下降速率过快不予考核;二是合格率,(子站执行的合格点数/主站下发调节指令次数)*100%。死区为不超过场站装机容量的3%视为合格,合格率应大于99%;三是响应时间≤120s,要求响应时间合格的次数与总调节次数的比值应满足99%。
因此,风电场AGC系统必须快速的响应电力调控机构有功指令,满足上述有功功率变化率、合格率和响应时间的要求。
发明内容
本发明提供了一种风电场快速有功功率控制方法及控制系统,实现闭环调节并网点有功功率,达到快速准确的调节风电场有功功率的目的。
为达到上述目的,本发明所述一种风电场快速有功功率控制方法,包括:
接收调度指令;
获取并网点的测量值;
基于所述调度指令和并网点的测量值,判断是否启动有功功率闭环控制;
若启动,基于并网点的测量值与调度指令获得需要输出的有功功率;否则,将调度指令输出给风电场AGC系统;
基于所述需要输出的有功功率或调度指令控制多个风电机组的有功功率输出。
进一步的,调度指令中包括有功功率指令和远程控制指令;所述并网点的测量值包括并网点电压、并网点电流和并网点有功功率。
进一步的,基于所述有功功率指令和并网点有功功率的偏差,判断是否启动有功功率闭环控制。
进一步的,偏差为所述有功功率指令和并网点有功功率差值的绝对值;偏差的阈值为不超过场站装机容量的3%;当所述偏差超过阈值,则将所述有功功率指令与所述并网点有功功率的差值叠加到所述有功功率指令上得到需要输出的有功功率,并输出给所述风电场AGC系统。
进一步的,风电场AGC系统按设定步长加载到所述有功功率指令,并输出至能量管理平台;所述能量管理平台将有功功率指令下发并控制多个风电机组的有功功率输出。
一种风电场快速有功功率控制系统,包括AGC服务器,其配置为:接收调度指令,获取并网点的测量值,基于所述调度指令和并网点的测量值,判断是否启动有功功率闭环控制;若启动,基于并网点的测量值与调度指令获得需要输出的有功功率;基于所述需要输出的有功功率控制多个风电机组的有功功率输出。
进一步的,系统还包括远动主机、EI采集器、第一交换机和第二交换机,所述EI采集器用于采集所述并网点的测量值,所述远动主机用于获取调度指令;所述第一交换机分别与EI采集器、远动主机以及所述AGC服务器连接,所述AGC服务器通过所述第一交换机从所述EI采集器获取并网点的测量值,并通过所述远动主机获取调度指令。
进一步的,还包括能量管理平台,所述能量管理平台分别与所述AGC服务器和所述第二交换机连接,所述能量管理平台用于接收所述AGC服务器调度指令,并通过所述第二交换机将调度指令分配到所述风电机组上,控制多个风电机组的有功功率输出。
进一步的,还包括监视器,所述监视器8与所述第一交换机连接,用于监视所述AGC服务器的运行情况;所述监视器9与所述第二交换机连接,用于监视所述能量管理平台的运行情况。
进一步的,还包括存储器,所述存储器与所述第一交换机连接,用于存储所述AGC服务器中的数据。
基于上述实施例的公开可以获知,本发明实施例具备如下的有益效果:
本发明提供的有功功率控制方法,根据电网调度指令和风电场站内测量信息,通过风电场AGC系统和能量管理平台,快速调节风电机组的有功出力,实现风电场并网点有功控制,以满足发电厂并网要求。该系统采集风电场站内测量信息,尤其是并网点电压和电流信息,计算得到并网点实时的有功功率。电网调度给定有功功率值与实测有功功率做差值,然后将差值叠加到电网调度指令上,输出给风电场AGC系统和能量管理平台,实现闭环调节并网点有功功率,达到快速准确的调节风电场有功功率的目的。该系统避免了风电场人工调节误差大,响应慢等缺点,且可以自动补偿风电场网损,使并网点有功功率自动跟随调度指令。
进一步的,根据有功功率控制系统考核指标要求,偏差阈值为不超过场站装机容量的3%。
本发明提供的系统,包括AGC服务器,AGC服务器用于执行上述方法的步骤,根据风电场并网点电压、电流以及调度指令,判断是否启动有功功率闭环控制,并据此进行有功功率控制,达到快速准确的调节风电场有功功率的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种风电场快速有功功率控制方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种风电场快速有功功率控制系统的结构示意图。
其中:1-远动主机,2-AGC服务器,3-EI采集器,4-第一交换机,5-能量管理平台,6-第二交换机,7-风电机组,8-第一监视器,9-第二监视器,10-存储器。
具体实施方式
下面,结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述,但不作为本发明的限定。
应理解的是,可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此,上述说明书不应该视为限制,而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例,并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述,本发明的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解,尽管已经参照一些具体实例对本发明进行了描述,但本领域技术人员能够确定地实现本发明的很多其它等效形式,它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时,鉴于以下详细说明,本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本公开的具体实施例;然而,应当理解,所公开的实施例仅仅是本公开的实例,其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此,本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定,而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”,其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
实施例1
下面,结合附图详细的说明本发明实施例,
如图1所示,本发明第一个实施例提供一种风电场快速有功功率控制方法,所述方法包括,接收调度指令;
获取并网点的测量值;
基于所述调度指令和并网点的测量值计算偏差,判断是否启动有功功率闭环控制;
若启动,基于并网点的测量值与调度指令获得需要输出的有功功率;否则,将调度指令直接输出给风电场AGC系统;
基于所述需要输出的有功功率控制多个风电机组的有功功率输出。
在本发明提供的实施例中,所述调度指令可以为电网调度指令,其指示了该风电场应该输出的有功功率,也就是说,调度指令为给风电场下达的指令,为给风电场下达的任务指标,是该风电场应该输出的量。所述并网点的测量值是指该风电场输出的值,例如,该风电场输出的有功功率、电流值和电压值。
接下来,基于所述调度指令和并网点的测量值,判断是否启动有功功率闭环控制,所述的启动有功功率闭环控制是指是否要对当前的风电机组的有功出力进行调整。若经过判断后,需要启动有功功率闭环控制,则基于并网点的测量值与调度指令获得需要输出的有功功率;也就是说,当需要启动有功功率闭环控制时,会重新对风电机组的有功出力进行调整。所述需要输出的有功功率是指,当电网调度指令给该风电场下达输出指标后,该风电场应该输出的有功功率是多少。当确定出该风电场应该输出的总有功功率后,再基于所述需要输出的有功功率至少控制多个风电机组的有功功率输出。
在本发明提供的另一个实施例中,所述调度指令中包括有功功率指令和远程控制指令;
所述并网点的测量值包括并网点电压和并网点电流,基于并网点电压和并网点电流测量值计算得到并网点实时有功功率值;
所述基于所述有功功率指令和并网点测量值,判断是否启动有功功率闭环控制;
所述偏差为所述有功功率指令和并网点实测并网点有功功率差值的绝对值;
所述偏差阈值为不超过场站装机容量的3%;
当所述偏差超过偏差阈值时,则将所述有功功率指令与所述并网点有功功率的差值叠加到所述有功功率指令上,并输出给所述风电场AGC系统;所述风电场AGC系统按规定步长加载到所述有功功率指令,并输出给所述能量管理平台;所述能量管理平台将有功功率指令下发并控制多个风电机组的有功功率输出。
若偏差未超过偏差阈值时,则将调度指令直接输出给风电场AGC系统。
在本发明提供的其他实施例中,所述并网点的测量值还包括,电流值、电压值和有功功率测量值。
实施例2
如图2所示,基于同一发明构思,本发明第二个实施例提供一种风电场快速有功功率控制系统,所述系统包括,
AGC服务器2,其配置为,接收调度指令;获取并网点的测量值;
基于所述调度指令和并网点的测量值,判断是否启动有功功率闭环控制;
若启动,基于并网点的测量值与调度指令获得需要输出的有功功率;
基于所述需要输出的有功功率控制多个风电机组7的有功功率输出。
所述系统还包括,远动主机1、EI采集器3、第一交换机4、能量管理平台5和第二交换机6。所述EI采集器3采集所述并网点的测量值,所述远动主机1从调度获取所述第一有功功率指令,所述第一交换机4分别与所述EI采集器3、所述远动主机1和所述AGC服务器2连接,所述AGC服务器2通过所述第一交换机4从所述EI采集器3获取并网点电压、电流测量值和从所述远动主机1获取第一有功功率指令。
所述能量管理平台5分别与所述AGC服务器2和所述第二交换机6连接,所述能量管理平台5接收所述AGC服务器2有功功率指令,并通过所述第二交换机6将有功功率指令分配到所述风电机组7上,控制多个风电机组7的有功功率输出。
在本实施例中,图2中所示的A0、A1……An均为风电机组7,每个风电机组7可以相同也可以不同,同样地,每个风电机组7输出的有功功率的上限可以相同也可以不同,具体使用过程中,本领域技术人员可以基于具体需要进行配置,本发明对此不作具体限定。
在本发明提供的其他实施例中,如图2所示,所述系统还包括第一监视器8和第二监视器9,所述第一监视器8与所述第一交换机4连接,用于监视所述AGC服务器2的运行情况;所述第二监视器9与所述第二交换机6连接,用于监视所述能量管理平台5的运行情况。
在本实施例中,所述第一监视器8用于监视所述AGC服务器2的运行情况,所述第二监视器9用于监视所述能量管理平台5的运行情况。一旦发现有运行错误的情况,可以人为进行修改错误,也可以基于设置自动修改错误。
在一个实施例中,如图2所示,所述系统还包括存储器10,所述存储器10与所述第一交换机4连接,用于存储所述AGC服务器2中的数据。在本实施例中,所述AGC服务器2中的数据可以存储在存储器10中,用于绘制趋势曲线和形成报表。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种风电场快速有功功率控制方法,其特征在于,所述方法包括:
接收调度指令;
获取并网点的测量值;
基于所述调度指令和并网点的测量值,判断是否启动有功功率闭环控制;
若启动,基于并网点的测量值与调度指令获得需要输出的有功功率;否则,将调度指令输出给风电场AGC系统;
基于所述需要输出的有功功率或调度指令控制多个风电机组的有功功率输出。
2.根据权利要求1所述的风电场快速有功功率控制方法,其特征在于,所述调度指令中包括有功功率指令和远程控制指令;所述并网点的测量值包括并网点电压、并网点电流和并网点有功功率。
3.根据权利要求1所述的风电场快速有功功率控制方法,其特征在于,基于所述有功功率指令和并网点有功功率的偏差,判断是否启动有功功率闭环控制。
4.根据权利要求3所述的风电场快速有功功率控制方法,其特征在于,所述偏差为所述有功功率指令和并网点有功功率差值的绝对值;偏差的阈值为不超过场站装机容量的3%;当所述偏差超过阈值,则将所述有功功率指令与所述并网点有功功率的差值叠加到所述有功功率指令上得到需要输出的有功功率,并输出给所述风电场AGC系统。
5.根据权利要求1所述的风电场快速有功功率控制方法,其特征在于,风电场AGC系统按设定步长加载到所述有功功率指令,并输出至能量管理平台;所述能量管理平台将有功功率指令下发并控制多个风电机组的有功功率输出。
6.一种风电场快速有功功率控制系统,其特征在于,包括AGC服务器,其配置为:接收调度指令,获取并网点的测量值,基于所述调度指令和并网点的测量值,判断是否启动有功功率闭环控制;若启动,基于并网点的测量值与调度指令获得需要输出的有功功率;基于所述需要输出的有功功率控制多个风电机组的有功功率输出。
7.根据权利要求6所述的控制系统,其特征在于,所述系统还包括,远动主机、EI采集器、第一交换机和第二交换机,所述EI采集器用于采集所述并网点的测量值,所述远动主机用于获取调度指令;所述第一交换机分别与EI采集器、远动主机以及所述AGC服务器连接,所述AGC服务器通过所述第一交换机从所述EI采集器获取并网点的测量值,并通过所述远动主机获取调度指令。
8.根据权利要求7所述的控制系统,其特征在于,所述系统还包括能量管理平台,所述能量管理平台分别与所述AGC服务器和所述第二交换机连接,所述能量管理平台用于接收所述AGC服务器调度指令,并通过所述第二交换机将调度指令分配到所述风电机组上,控制多个风电机组的有功功率输出。
9.根据权利要求6所述的控制系统,其特征在于,所述系统还包括监视器,所述监视器8与所述第一交换机连接,用于监视所述AGC服务器的运行情况;所述监视器9与所述第二交换机连接,用于监视所述能量管理平台的运行情况。
10.根据权利要求6所述的控制系统,其特征在于,所述系统还包括存储器,所述存储器与所述第一交换机连接,用于存储所述AGC服务器中的数据。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210928 |