CN114567011A - 一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备 - Google Patents

一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114567011A
CN114567011A CN202210253512.3A CN202210253512A CN114567011A CN 114567011 A CN114567011 A CN 114567011A CN 202210253512 A CN202210253512 A CN 202210253512A CN 114567011 A CN114567011 A CN 114567011A
Authority
CN
China
Prior art keywords
active power
module
instruction
scheduling
wind
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210253512.3A
Other languages
English (en)
Inventor
金强
高继荣
蔡安民
张林伟
林伟荣
蔺雪峰
焦冲
郑茹心
张俊杰
李媛
许扬
郑磊
李力森
杨博宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaneng Lancangjiang New Energy Co ltd
Huaneng Clean Energy Research Institute
Original Assignee
Huaneng Lancangjiang New Energy Co ltd
Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaneng Lancangjiang New Energy Co ltd, Huaneng Clean Energy Research Institute filed Critical Huaneng Lancangjiang New Energy Co ltd
Priority to CN202210253512.3A priority Critical patent/CN114567011A/zh
Publication of CN114567011A publication Critical patent/CN114567011A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources

Abstract

一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备，包括功率调度模块、风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台；远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台均连接在功率调度模块上；若干风力发电机组连接在功率调度模块上；本发明采用设置有功功率调度指令优先级的方式，克服了传统方式中电网侧，场站侧及风机侧不同需求下造成的有功功率调度的冲突，从而充分考虑了不同需求的有功功率调度的优先级，最大程度及时的响应优先级最高的风电场的有功功率控制要求。

Description

一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备
技术领域
本发明涉及风力发电领域，特别涉及一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备。
背景技术
随着风力发电越来越多的参与电能生产，对其每台发电机组甚至每个风力发电场可以发出的有功功率输出大小的需求也越来越多种多样。其大致可分为几类，第一类为参与电网有功功率调节，有AGC自动发电控制，其通过电网调度通过远动设备向风电场发送有功功率指令；一次调频及惯量响应，其通过测频装置对频率变化量及频率变化率进行计算相应的有功调频指令；第二类为风电场级平台，有场站能量管理平台，其根据风电机组厂家或风电场运营方的实际需求下发有功调节指令；有集中监控平台，其根据区域，省域甚至全国的集中监控平台对风电场下发有功调节指令；有场群控制平台，其根据尾流情况，扇区管理等实际需求对风电场及风力发电机组下发有功调节指令。第三类为风力发电机组单机平台，有通过环境测量装置，如噪声/光影/雨量等对风力发电机组下发有功调节指令；有基于机组电气部件保护的有功调节指令如变流器/发电机过温等；有基于机组机械部件保护的有功调节指令如大风限功率，阵风限功率等。以上可以看出从这三大类都有对有功调节的需求，其重要性，实时性均不同，因此有必要设计一种风电场综合有功调度的系统及设备来对不同需求下的有功调节指令进行总体调度。
现有针对此问题的技术方案包括：场站级别或单个风力发电机级别的有功调度在设计时单独予以考虑，如一次调频与惯量响应之间的优先级，一次调频与AGC的优先级等并下发到风力发电机组。但场站级别的调度优先级指令与单个风力发电机组自身的有功调度优先级未做统一考虑，当发生冲突时其有功调节效果达不到设计要求。同时由于众多有功调节优先级未作统筹考虑，其将来做实际修改时也会有一定困难。
发明内容
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于风电场有功功率调度的系统，包括功率调度模块、风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台；远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台均连接在功率调度模块上；若干风力发电机组连接在功率调度模块上；
功率调度模块用于根据风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台的不同需求的有功功率调节指令的优先级匹配，不同的需求对应不同的优先级，进行风力发电机组的有功功率调节。
进一步的，功率调度模块包括通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块；通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块依次连接；
通讯模块用于传输风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台的不同需求的有功功率调节指令，将不同格式的信号统一转换成优先级匹配模块可识别的信号；
优先级匹配模块用于根据不同的优先级的排序优先进行有功功率调节；
限值模块用于在不同优先级同时触发时，通过指令分配模块将指令发送到对应的风力发电机组PLC控制器进行有功功率调节。
进一步的，功率调度模块还包括存储模块，通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块均连接到存储模块；存储模块用于在固定时间间隔存储数据。
进一步的，不同的需求对应不同的优先级具体为：
分别对远动设备的电网调度AGC指令标志位、测频装置的一次调频及惯量响应指令标志位、集中监控平台的有功功率调节指令标志位、场站能量管理平台的有功功率调节指令标志位、场群控制平台的有功功率调节指令标志位、单个风力发电机组保护电气及机械部件的有功功率调节指令标志位，以及环境测量装置的有功功率调节指令标志位，设置优先级。
进一步的，优先级匹配模块会根据设置好的优先级的排序优先进行有功功率调节。
进一步的，一种用于风电场有功功率调度的方法，包括以下步骤：
对不同需求下的有功功率调节指令进行标志位及对应的有功功率调节量设置排序；
将以上不同需求有功功率调节指令标志位及调节量传输到通讯模块，通讯模块将不同格式的信号统一转换成优先级匹配模块可识别的信号；
当不同的需求有功功率调节指令标志位同时发送到优先级匹配模块时，优先级匹配模块会根据优先级的排序优先进行有功功率调节。
进一步的，在不同优先级同时触发时，将其中一个指令标志对应的有功功率发送到限值模块通过指令分配模块将指令发送到对应的风力发电机组PLC控制器进行有功功率调节。
进一步的，一种用于风电场有功功率调度的设备，执行实现用于风电场有功功率调度的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明通过将不同需求下的有功功率调度指令进行优先级排序，最大程度考虑电网侧，场站侧及风机侧不同需求的重要性实时性及优先级，实现风电场有功功率的综合调度及优先级匹配。本发明采用设置有功功功率调度指令优先级的方式，克服了传统方式中电网侧，场站侧及风机侧不同需求下造成的有功功率调度的冲突，从而充分考虑了不同需求的有功功率调度的优先级，最大程度及时的响应优先级最高的风电场的有功功率控制要求。
本发明通过对不同需求下的有功功率调节指令进行统筹考虑并赋予不同需求下的有功功率调节指令进行优先级排序，保证按照设计的优先级对场站级及单机级的有功功率进行调度。
本发明创新地采用不同需求下的有功功率调节指令优先级，对同时发生的有功功率调度需求进行综合调度。
本发明采用的优先级排序原则为电网侧需求大于场站侧需求，其可通过优先级匹配模块的变更来更换优先级排序原则。
本发明采用的优先级排序原则为场站级别大于单机级别，其可通过优先级匹配模块的变更来更换优先级排序原则，本发明对有功功率上下限进行设置，以防止错误的有功功率调节指令对整场的有功功率上升或下降速率造成较大影响。
本发明发生的数据会以20ms的间隔记录在存储模块中，其根据存储模块配置可选择数据记录间隔及格式。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1，参见图1，本发明实施例中，提供一种用于风电场有功功率调度的系统，能够用于实现上述的用于风电场有功功率调度的方法，具体的，该用于风电场有功功率调度的系统包括：
一种用于风电场有功功率调度的系统，包括功率调度模块、风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台；远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台均连接在功率调度模块上；若干风力发电机组连接在功率调度模块上；
功率调度模块用于根据风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台的不同需求的有功功率调节指令的优先级匹配，不同的需求对应不同的优先级，进行风力发电机组的有功功率调节。
本发明对不同需求下的有功功率调节指令进行标志位及对应的有功功率调节量管理。
来自远动设备的电网调度AGC指令标志位设置为1，有功功率调节量为deltaP1，下发到单个风力发电机组的有功功率调节量为deltaP11，deltaP12，deltaP13，deltaP14...deltaP1 n。
来自测频装置的一次调频及惯量响应指令标志位设置为2，有功功率调节量为deltaP2，下发到单个风力发电机组的有功功率调节量为deltaP21，deltaP22，deltaP23，deltaP24...deltaP2n。
来自集中监控平台的有功功率调节指令标志位设置为3，有功功率调节量为deltaP3，下发到单个风力发电机组的有功功率调节量为deltaP31，deltaP32，deltaP33，deltaP34...deltaP3n。
来自场站能量管理平台的有功功率调节指令标志位设置为4，有功功率调节量为deltaP4，下发到单个风力发电机组的有功功率调节量为deltaP41，deltaP42，deltaP43，deltaP44...deltaP4n。
来自场群控制平台的有功功率调节指令标志位设置为5，有功功率调节量为deltaP5，下发到单个风力发电机组的有功功率调节量为deltaP51，deltaP52，deltaP53，deltaP54...deltaP5n。
来自单个风力发电机组保护电气及机械部件的有功功率调节指令标志位设置为6，下发到单个风力发电机组的有功功率调节量为deltaP61，deltaP62，deltaP63，deltaP64...deltaP6n。
来自环境测量装置的有功功率调节指令标志位设置为7，下发到单个风力发电机组的有功功率调节量为deltaP71，deltaP72，deltaP73，deltaP74...deltaP7n。
将以上不同需求有功功率调节指令标志位及调节量传输到通讯模块，以便将不同格式的信号统一转换成优先级匹配模块可识别的信号。当不同的需求有功功率调节指令标志位同时发送到优先级匹配模块时，优先级匹配模块会根据优先级1，2，3，4，5，6，7的排序优先进行有功功率调节。
如标志位1，2，3同时触发，则将deltaP11，deltaP12，deltaP13，deltaP14...deltaP1 n发送到限值模块，如在限值内则通过指令分配模块将deltaP11，deltaP12，deltaP13，deltaP14...deltaP1n发送到对应的风力发电机组PLC控制器进行有功功率调节。以上发生的数据会以20ms的间隔记录在存储模块中。
前述的用于风电场有功功率调度的方法的实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到本发明施例中的用于风电场有功功率调度的装置所对应的功能模块的功能描述。
本发明再一个实施例中，提供了一种设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于风电场有功功率调度的方法的操作。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于风电场有功功率调度的系统，其特征在于，包括功率调度模块、风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台；远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台均连接在功率调度模块上；若干风力发电机组连接在功率调度模块上；
功率调度模块用于根据风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台的不同需求的有功功率调节指令的优先级匹配，不同的需求对应不同的优先级，进行风力发电机组的有功功率调节。
2.根据权利要求1所述的一种用于风电场有功功率调度的系统，其特征在于，功率调度模块包括通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块；通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块依次连接；
通讯模块用于传输风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台的不同需求的有功功率调节指令，将不同格式的信号统一转换成优先级匹配模块可识别的信号；
优先级匹配模块用于根据不同的优先级的排序优先进行有功功率调节；
限值模块用于在不同优先级同时触发时，通过指令分配模块将指令发送到对应的风力发电机组PLC控制器进行有功功率调节。
3.根据权利要求1所述的一种用于风电场有功功率调度的系统，其特征在于，功率调度模块还包括存储模块，通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块均连接到存储模块；存储模块用于在固定时间间隔存储数据。
4.根据权利要求1所述的一种用于风电场有功功率调度的系统，其特征在于，不同的需求对应不同的优先级具体为：
分别对远动设备的电网调度AGC指令标志位、测频装置的一次调频及惯量响应指令标志位、集中监控平台的有功功率调节指令标志位、场站能量管理平台的有功功率调节指令标志位、场群控制平台的有功功率调节指令标志位、单个风力发电机组保护电气及机械部件的有功功率调节指令标志位，以及环境测量装置的有功功率调节指令标志位，设置优先级。
5.根据权利要求4所述的一种用于风电场有功功率调度的系统，其特征在于，优先级匹配模块会根据设置好的优先级的排序优先进行有功功率调节。
6.一种用于风电场有功功率调度的方法，其特征在于，基于权利要求1至5任意一项所述的用于风电场有功功率调度的系统，包括以下步骤：
对不同需求下的有功功率调节指令进行标志位及对应的有功功率调节量设置排序；
将以上不同需求有功功率调节指令标志位及调节量传输到通讯模块，通讯模块将不同格式的信号统一转换成优先级匹配模块可识别的信号；
当不同的需求有功功率调节指令标志位同时发送到优先级匹配模块时，优先级匹配模块会根据优先级的排序优先进行有功功率调节。
7.根据权利要求6所述的一种用于风电场有功功率调度的方法，其特征在于，在不同优先级同时触发时，将其中一个指令标志对应的有功功率发送到限值模块通过指令分配模块将指令发送到对应的风力发电机组PLC控制器进行有功功率调节。
8.一种用于风电场有功功率调度的设备，其特征在于，执行实现如权利要求6至7任一项所述用于风电场有功功率调度的方法的步骤。
CN202210253512.3A 2022-03-15 2022-03-15 一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备 Pending CN114567011A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210253512.3A CN114567011A (zh) 2022-03-15 2022-03-15 一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210253512.3A CN114567011A (zh) 2022-03-15 2022-03-15 一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114567011A true CN114567011A (zh) 2022-05-31

Family

ID=81720529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210253512.3A Pending CN114567011A (zh) 2022-03-15 2022-03-15 一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114567011A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115833184A (zh) * 2023-02-22 2023-03-21 浙江大学 基于能量管理系统功率精确控制的风电场一次调频方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115833184A (zh) * 2023-02-22 2023-03-21 浙江大学 基于能量管理系统功率精确控制的风电场一次调频方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10263427B2 (en) Method and system for operating an autonomous energy supply network
US7298059B2 (en) System and method for operating a wind farm under high wind speed conditions
US9473057B2 (en) System and method for wind power dispatch in a wind farm
EP2981712B1 (en) Multi-farm wind power generation system
US20130166084A1 (en) System, method and controller for managing and controlling a micro-grid
KR101337651B1 (ko) 풍력발전단지의 출력 제어 시스템 및 그 방법
CN110336274B (zh) 增设虚拟电厂调节器的虚拟电厂运行方法
EP2824791A1 (en) Method and system for limitation of power output variation in variable generation renewable facilities
EP3080887A1 (en) A wind power plant, and a method for increasing the reactive power capability of a wind power plant
CN105811472A (zh) 一种基于风电场经济性的有功功率调节方法及系统
CN114567011A (zh) 一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备
JP2019532206A (ja) 風力タービン制御方法及びシステム
JP2019161845A (ja) 処理装置、蓄電システム制御装置、蓄電システム、処理方法及びプログラム
CN115409360A (zh) 多机型风电场功率调度方法、系统、设备及存储介质
US11791631B2 (en) Dynamic computation and control of distributed assets at the edge of a power grid
CN114844118A (zh) 一种适用于微电网的多类型设备功率协调控制方法及系统
CN110994639A (zh) 一种电厂储能辅助调频的仿真定容方法、装置及设备
CN113824132B (zh) 一种具备能量管理功能的新能源场站一次调频方法及系统
CN211819803U (zh) 基于机舱式测风激光雷达的组网系统
KR20220028756A (ko) 풍력 터빈 발전기의 전력 편차를 최소화하는 풍력 발전기 시스템
CN104158230B (zh) 以上网总有功为控制目标的风电场有功自动调节方法
CN115051419B (zh) 发电受限判断方法、装置、电子设备和存储介质
EP4145660A1 (en) Dynamic computation and control of distributed assets at the edge of a power grid
CN112968480B (zh) 基于机组负荷响应能力的风火电联合优化调度方法及系统
CN220172920U (zh) 基于电力现货体制下的机组智慧调度决策及控制优化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination