CN115360729A - 风电场备用调频容量控制方法、控制装置、系统及设备 - Google Patents

风电场备用调频容量控制方法、控制装置、系统及设备 Download PDF

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高泽明
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Abstract

本发明提供了一种风电场备用调频容量控制方法、控制装置、系统及设备，首先接收风电场控制中心下发的调度指令并获取各台风机的风速；然后根据各台风机的风速确定各台风机的减载模式；其中，风速小于第一预设阈值的风机的减载模式为超速减载模式，风速大于第二预设阈值的风机的减载模式为低速减载模式；第二预设阈值大于等于第一预设阈值；同时根据各台风机的风速和调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率；最终根据各台风机的减载模式和减载功率，实现对各台风机进行减载。通过针对高风速机组匹配低速减载模式，相对于现有技术的变桨距控制，能够提高响应速度，使风电机组快速调节自身备用容量，从而提高控制策略的实用性。

Description

风电场备用调频容量控制方法、控制装置、系统及设备
技术领域
本申请属于电网频率控制技术领域，尤其涉及一种风电场备用调频容量控制方法、控制装置、系统及设备。
背景技术
随着风电并网容量的提升，传统同步机组的并网容量在逐步降低，系统频率的安全问题日益显著。双馈感应发电机(Doubly fed Induction Generator，DFIG)是广泛采用的主流机型，通过变流器实现并网，导致机组转速和系统频率解耦，无法主动响应系统频率变化。随着风电并网容量的提升，风电机组应留有一部分备用容量，且能承担部分调频任务。
现阶段的风电场备用容量分配策略，一是采用低风速机组超速减载，中高风速机组变桨距控制减载的风电场备用容量控制策略。二是认为DFIG有功输出与风速三次方近似成正比，采用按风速三次方加权分配减载容量的风电场备用容量控制策略。但由于变桨距控制的执行部分是机械部件，其响应速度慢且容易造成机械磨损，而按风速三次方加权分配减载容量的方式，控制过程复杂，需要占用较大的计算资源。因此，现有技术中的备用容量控制策略的实用性较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种风电场备用调频容量控制方法、控制装置、系统及设备，旨在解决现有技术中的备用容量控制策略的实用性较低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种风电场备用调频容量控制方法，包括：
接收风电场控制中心下发的调度指令并获取各台风机的风速；
根据各台风机的风速确定各台风机的减载模式；其中，风速小于第一预设阈值的风机的减载模式为超速减载模式，风速大于第二预设阈值的风机的减载模式为低速减载模式；其中，第二预设阈值大于等于第一预设阈值；
根据各台风机的风速和调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率；
根据各台风机的减载模式和各台风机的减载功率，对各台风机进行减载。
本发明实施例的第二方面提供了一种风电场备用调频容量控制装置，包括：
获取模块，用于接收风电场控制中心下发的调度指令并获取各台风机的风速；
确定模块，用于根据各台风机的风速确定各台风机的减载模式；其中，风速小于第一预设阈值的风机的减载模式为超速减载模式，风速大于第二预设阈值的风机的减载模式为低速减载模式；其中，第二预设阈值大于等于第一预设阈值；
计算模块，用于根据各台风机的风速和调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率；
减载模块，用于根据各台风机的减载模式和各台风机的减载功率，对各台风机进行减载。
本发明实施例的第三方面提供了一种控制装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面的风电场备用调频容量控制方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种双馈风力发电系统，包括：风轮机、转轴、发电机以及如上第三方面的控制装置；控制装置分别与风轮机、转轴、发电机连接。
本发明实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面的风电场备用调频容量控制方法的步骤。
本发明实施例提供的风电场备用调频容量控制方法、控制装置、系统及设备，首先接收风电场控制中心下发的调度指令并获取各台风机的风速；然后根据各台风机的风速确定各台风机的减载模式；其中，风速小于第一预设阈值的风机的减载模式为超速减载模式，风速大于第二预设阈值的风机的减载模式为低速减载模式；其中，第二预设阈值大于等于第一预设阈值；同时根据各台风机的风速和调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率；最终根据各台风机的减载模式和各台风机的减载功率，实现对各台风机进行减载。通过针对高风速机组匹配低速减载模式，相对于现有技术的变桨距控制，无需机械部件进行控制，能够提高响应速度，使风电机组快速调节自身备用容量，从而提高控制策略的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的风电场备用调频容量控制方法的应用场景图；
图2是本发明实施例提供的风电场备用调频容量控制方法的实现流程图；
图3是本发明实施例提供的风机减载控制逻辑图；
图4是本发明实施例中各风机减载功率的计算示意图；
图5是本发明实施示例提供的4机2区的电网模型；
图6是本发明实施示例提供的风机可用调频容量图；
图7是本发明实施示例提供的可用调频容量-转速曲线图；
图8是本发明实施示例提供的转速双向减载控制曲线图；
图9为本发明实施示例提供的不同风速下DFIG的最大减载功率图；
图10是本发明实施示例提供的风速较低时不同策略下风电场减载过程示意图；
图11是本发明实施示例提供的低风速下系统频率变化曲线图；
图12是本发明实施示例提供的低风速下风电场变化曲线图；
图13是本发明实施示例提供的风速较高时不同策略下风电场减载过程示意图；
图14是本发明实施示例提供的高风速下系统频率变化曲线图；
图15是本发明实施示例提供的高风速下风电场变化曲线图；
图16是本发明实施例提供的风电场备用调频容量控制装置的结构示意图；
图17是本发明实施例提供的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
图1是本发明实施例提供的风电场备用调频容量控制方法的应用场景图。如图1所示，本发明实施例提供的风电场备用调频容量控制方法可以包括但不限于应用于该应用场景。在一些实施例中，风电场备用调频容量控制方法可以用于双馈风力发电系统，该系统包括：风轮机11、转轴12、发电机13以及控制装置14；控制装置14分别与风轮机11、转轴12、发电机13连接。
风轮机11、转轴12、发电机13组成风力发电机(以下简称风机)。风轮机11通过转轴12带动发电机13工作，使其向电网供电。控制装置14实时获取其连接的各个发电机13的发电功率，结合各发电机13连接的转轴12的转速，使发电机工作在MPPT(Maximum PowerPoint Tracking，最大功率点跟踪)模式。当控制装置14接收到风电场控制中心下发的调度指令后，选择开关由MPPT模式切换至减载模式，从而对其连接的各个发电机进行减载，从而使风电场保留足够的备用调频容量。
其中，风轮机11的出力模型为：
Figure BDA0003852771660000051
其中，Pw为风轮机11的功率，ρ为大气密度，R为风轮机叶片半径，v为输入风速，Cp(λ,β)为风轮机的风能利用系数，λ为叶尖速比，
Figure BDA0003852771660000052
β为风机桨距角，ww为风机机械转速。
转轴12的传递函数为：
Figure BDA0003852771660000053
其中，Tm为风机的机械转矩，Te为发电机的电磁转矩，D为阻尼系数，wr为转轴转速，Hw为惯性时间常数，t为时间。
图2是本发明实施例提供的风电场备用调频容量控制方法的实现流程图。如图2所示，在一些实施例中，风电场备用调频容量控制方法，应用于图1中所示的控制装置14，该方法包括：
S210，接收风电场控制中心下发的调度指令并获取各台风机的风速。
图3是本发明实施例提供的风机减载控制逻辑图。如图3所示，在本发明实施例中，风机一般工作在MPPT模式，即选择开关选择MTTP模式端，其表达式为：
ωref1＝aP2+bP+c
(3)
其中，ωref1为第一参考转速，P为发电机输出功率，a、b、c为待定系数，通过拟合不同风速下MPPT点功率得到。
在接收到风电场控制中心下发的调度指令之后，选择开关切换到减载模式端，从而实现备用调频容量控制。
在本发明实施例中，调度指令中包含调度减载功率。考虑到风电场内部尾流、地形的影响，风机所处区域的风速不同，备用容量预留情况也就不同。因此需要对不同风速下的风机应制定不同的减载策略。
S220，根据各台风机的风速确定各台风机的减载模式；其中，风速小于第一预设阈值的风机的减载模式为超速减载模式，风速大于第二预设阈值的风机的减载模式为低速减载模式；其中，第二预设阈值大于等于第一预设阈值。
在本发明实施例中，不同风速曲线与风机可用调频容量为0的切点就是MPPT点，大于MPPT点风机就工作在超速减载模式，小于MPPT点风机就工作在低速减载模式。低风速下，超速减载能提供较多的调频容量，因此低风速下超速减载更合适；高风速下，低速减载可以提供更多的调频容量，因此高风速下低速减载更合适。
由于风轮机与转轴是连接的，因此可以以转轴转速反映风速。例如图3所示，在转轴转速wr小于1.2p.u.，时选择低速减载模式，否则选择超速减载模式，其中p.u.表示标幺值。图3中所示的转轴转速数值仅为本发明的示例，并不作为限定。
S230，根据各台风机的风速和调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率。
在本发明实施例中，在风速较低的情况下，一般低风速机组可以提供足够的调频容量，因此低风速机组优先减载。而在风速较高的情况下，低风速机组优先减载，但需要部分高风速风机低速减载以提供足够的备用调频容量。
S240，根据各台风机的减载模式和各台风机的减载功率，对各台风机进行减载。
如图3所示，在本发明实施例中，在选择低速减载模式/超速减载模式之后，根据计算得出的减载功率ΔPdzi，确定第二参考转速ωref1，此时选择开关处于减载端。
另外，上述的S220和S230的顺序可以交换，并不影响本发明的实现。
在本发明实施例中，首先接收风电场控制中心下发的调度指令并获取各台风机的风速；然后根据各台风机的风速确定各台风机的减载模式；其中，风速小于第一预设阈值的风机的减载模式为超速减载模式，风速大于第二预设阈值的风机的减载模式为低速减载模式；其中，第二预设阈值大于等于第一预设阈值；同时根据各台风机的风速和调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率；最终根据各台风机的减载模式和各台风机的减载功率，实现对各台风机进行减载。通过针对高风速机组匹配低速减载模式，相对于现有技术的变桨距控制，无需机械部件进行控制，能够提高响应速度，使风电机组快速调节自身备用容量，从而提高控制策略的实用性。
在一些实施例中，S240可以包括：根据各台风机的减载功率，确定各台风机的转速调整量；根据各台风机的当前转速和各台风机的转速调整量，计算输入到各台风机中的功率参考量。
如图3所示，在本发明实施例中，将风机转轴的当前转速和转速调整量输入到PI控制器中，即可得到风机的电磁转矩参考值Tref，然后再根据风机转轴的当前转速和电磁转矩参考值，确定功率参考量Pref，从而实现对发电机的控制。
在一些实施例中，在S220之后，该方法还包括：根据各台风机的减载模式，确定各台风机对应的转速安全约束区间；其中，低速减载模式的转速安全约束区间小于超速减载模式的转速安全约束区间。
一般来说，双馈风电机组的转速安全运行区间为0.7p.u.-1.2p.u.，因此需要对风机转轴转速进行一次安全约束，例如，0.7≤ww≤1.2，但在低速减载容易引发不稳定的情况。所以需要对其转速进行二次安全约束，例如，0.8≤ww≤1.2。
因此，在本发明实施例中，超速减载模式的转速安全约束区间即为上述的一次安全约束对应的区间，低速减载模式的转速安全约束区间即为上述的二次安全约束对应的区间。上述的区间数值设置仅为本发明的一种示例，并不作为限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。例如二次安全约束为[0.8，1.1]。
在一些实施例中，S230可以包括：根据调度指令指示的调度减载功率、各台风机的风速和预设选取条件选取减载风机，并确定减载风机的减载功率。
在一些实施例中，第二预设阈值大于第一预设阈值。相应的，S220可以包括：将风速不小于第一预设阈值且不大于第二预设阈值的风机的减载模式设置为超速减载模式或低速减载模式。
在本发明实施例中，可以设第一预设阈值为a，第二预设阈值为b。相应的，在v<b时，进行超速减载，在v>a时，进行低速减载，在v∈[b，a]时，超速减载和低速减载均为可选模式，具体可以根据预设选取条件确定。
在一些实施例中，预设选取条件为按照风速大小选取。相应的，根据调度指令指示的调度减载功率、各台风机的风速和预设选取条件选取减载风机，并确定减载风机的减载功率，包括：从风速最小的风机开始选取，直到选取的风机的最大减载功率之和超过调度减载功率时，将选取的风机作为减载风机。
在本发明实施例中，可以将机组按风速从低到高排序分组，优先减载低风速机组，之后依次减载较高风速机组，直到已经满足减载备用容量要求或者所有减载机组全部减载到最大为止。
相应的，当按风速大小选取减载的风机时，在选取到v∈[b，a]的风机时，超速减载和低速减载所提供的最大减载功率相差不大，考虑到采用超速减载模式下，系统发生负荷突增扰动时，风机转速降低，一方面捕获更多的风功率，另一方面，风机转速降低过程中释放部分动能，更有利于缓解系统功率缺额，改善系统频率特性。因此，优先采用超速减载。
在一些实施例中，预设选取条件为保证风机控制数最小。相应的，根据调度指令指示的调度减载功率、各台风机的风速和预设选取条件选取减载风机，并确定减载风机的减载功率，包括：确定所有超过调度减载功率的风机组合方案；在超过调度减载功率的风机组合方案中，将风机控制数最小的风机组合方案中的风机标记为减载风机。
在本发明实施例中，可以将风机按照可用调频容量排序，优先选取可用调频容量较大的风机，从而使控制的风机数保持最小，简化控制逻辑。
相应的，当按风机控制数选取减载的风机时，在选取到v∈[b，a]的风机时，比较超速减载和低速减载所提供的可用调频容量，选取可用调频容量更高的模式作为风机的工作模式。
另外，上述两种预设选取条件可以结合运用。例如，先按照风速大小选取若干个风速值总和较小的可选方案，然后从这些可选方案中，选取风机控制数最小的方案。
图4是本发明实施例中各风机减载功率的计算示意图。如图4所示，在一些实施例中，S230可以包括：
Figure BDA0003852771660000091
其中，i为风机的序号，第1台风机-第n1台风机为减载风机，ΔPdzmi为第i台风机的最大减载功率，Pd为调度减载功率，ΔPdzi为各台风机的减载功率。
下面提供一个实施示例对本发明的风电场备用调频容量控制方法进行说明，但并不作为限定。
图5是本发明实施示例提供的4机2区的电网模型。如图5所示，在G2发电机处并列运行一座装机容量300MW的风电场，包括5组不同风速的风电机组，共计150台2MW的DFIG。母线7上扰动负荷为200MW。
相应的，该风电场的风能利用系数为：
Figure BDA0003852771660000092
其中，λi为第i台风机的叶尖速比，
Figure BDA0003852771660000093
当风机采用本发明的转速减载控制策略时，即β＝0，那么Cp(λ,β)就只是λ的函数，又因为
Figure BDA0003852771660000101
所以Cp(λ,β)是转速和风速的函数，即：
Figure BDA0003852771660000102
因此可以得出：
Figure BDA0003852771660000103
对上式中的转速ww求导，当导数为0时，即可得到最大风能利用效率Cp(λ,β)max：
Figure BDA0003852771660000104
由上式可以计算得出风电最大发出功率Pwmax，因此，对于功率为Pw的风机，其可用调频容量为：
dP＝Pwmax-Pw
(9)
图6是本发明实施示例提供的风机可用调频容量图。如图6所示，以图中虚线分界，大体上呈现V字形分布。从图1中选取本实施示例的风电场的5组风速，得到可用调频容量曲线和风电机组转速的关系。
图7是本发明实施示例提供的可用调频容量-转速曲线图。如图7所示，不同风速曲线与风机可用调频容量为0的切点就是MPPT点，大于MPPT点就工作在超速减载模式，小于MPPT点即为低速减载模式。低风速下，超速减载能提供较多的调频容量，因此低风速下超速减载更合适；高风速下，低速减载可以提供更多的调频容量，但低速减载容易引发不稳定的情况，需要对转速进行安全约束。
图8是本发明实施示例提供的转速双向减载控制曲线图。如图8所示，以MPPT点转速为界限，由于风机具有转速双向调节的特性，对于风速9m/s来说，超速减载运行模式下，最大超速减载运行点为图中的B点，最大超速减载功率为dAB；低速减载模式下，最大低速减载运行点为图中的C点，最大低速减载功率为dAC。
考虑到DFIG的转速控制范围，不同风速下，DFIG通过转速双向减载控制可得到的最大可用调频容量
Figure BDA0003852771660000111
不同。可以定义最大超速减载功率
Figure BDA0003852771660000112
为转速1.2时与MPPT点功率之差，定义最大低速减载功率
Figure BDA0003852771660000113
为转速0.8时与MPPT点功率之差，即：
Figure BDA0003852771660000114
Figure BDA0003852771660000115
Figure BDA0003852771660000116
图9为本发明实施示例提供的不同风速下DFIG的最大减载功率图。如图9所示，在风速较低时，由于ωMPPT接近最低安全转速0.8p.u.，不具备低速减载能力，最大低速减载功率为0；在风速较高时，由于ωMPPT接近最大转速1.2p.u.，不具备超速减载能力，最大超速减载功率为0，二者之间的差值呈现一个先减小后增大的过程，
Figure BDA0003852771660000117
为二者形成的上包络线。
根据图9可以制定风机的减载模式，在风速区间6.5m/s-8m/s，采取超速减载；风速位于9m/s-10.5m/s时，采取低速减载模式；在风速位于8m/s-9m/s内，由于2种策略的最大减载功率相差不大，可以采用考虑到采用超速减载模式或低速减载模式，具体可以根据预设选取条件确定。
为了验证本发明所提控制策略使风电场在满足预留备用需求情况下，保障风能的利用率，发生负荷扰动时，调频性能的优越性。可以设置2个场景，每个场景采用2种策略进行验证对比。
策略1：机组1、2，3按风速三次方加权分配风电场的总减载量。
策略2：本发明所提低风速优先减载分配风电场的总减载量。
场景1：风电场风速较低情况.
风电场实发有功95MW，假设调度中心下发减载10MW指令：一共5组机组，设置前3组为减载机组，后2组机组为MPPT模式，之后对前3组机组分别应用策略1、2进行分析。
图10是本发明实施示例提供的风速较低时不同策略下风电场减载过程示意图。如图10所示，低风速情况下，策略1在减载过程中风电场出力最低点较低，并且减载完成后风电场出力也较低。而本文提出的策略2不仅减载过程中风电场出力最低点高于策略1，并且减载完成后风电场发出了较大的功率。为了进一步对比，本发明提供了如表1所示的低风速下使用2种减载策略的数据对比表。
表1
Figure BDA0003852771660000121
由上述表1可知，本文所提策略2仅需减载2组机组即可满足减载要求，简化了控制复杂性。
图11是本发明实施示例提供的低风速下系统频率变化曲线图。图12是本发明实施示例提供的低风速下风电场变化曲线图。如图11和图12所示，低风速情况下，当上述策略1、2在60s发生负荷扰动时，本发明所提的策略2可以提供与策略1相同的备用容量，但调频过程中风电场出力较低，因此频率暂态过程不如策略1优越。
所以，在低风速情况下，本发明可以保证风电场在满足减载备用的情况下，最大程度的利用风能。并且，仅需减载部分机组即可满足减载要求，简化了控制复杂性。
场景2：风电场风速较高情况。
风电场实发有功203MW，假设调度中心下发减载20MW指令：一共5组机组，需要部分高风速机组进行低速减载，分别应用策略1、2进行分析。
图13是本发明实施示例提供的风速较高时不同策略下风电场减载过程示意图。如图13所示，高风速情况下，策略1在减载过程中风电场最低出力点高于策略2，最高出力点低于策略2。减载完成后，策略1、2风电场出力相同。为了进一步对比，本发明提供了如表2所示的高风速下使用2种减载策略的数据对比表。
表2
Figure BDA0003852771660000131
由表2可以得出，策略1的分配策略导致机组2即使满减也不能达到分配要求，那么超出机组2满减部分需要其他4个机组按照策略1中计算出的比例分担。此外，本文所提策略2仅需控制部分机组即可满足减载要求，简化了控制复杂性。
图14是本发明实施示例提供的高风速下系统频率变化曲线图。图15是本发明实施示例提供的高风速下风电场变化曲线图。如图4和图5所示，高风速情况下，当上述策略1、2在30s发生负荷扰动时，策略1、2的频率稳态点一样，这是因为二者储存的备用容量一样。
策略1频率最低点低于MPPT模式的最低点，这是因为策略1中3组机组采用低速减载，在负荷扰动发生的时刻，这3组风电机组转子转速由低速点回升到MPPT点，因此会从风电场中吸收一部分电功率，导致风电场出力降低。
本发明所提策略2的频率最低点高于策略1和MPPT模式，这是因为策略2优先减载低风速机组，使其转速限制在1.2p.u.，并且高风速机组仅有2组采取低速减载，当扰动发生时，超速减载的机组转子转速会从最大值减小到MPPT点转速，会放出一部分转子动能平衡低速减载机组吸收的电功率，从而使风电场不会出力下降。
所以，在高风速情况下，本发明的方法在负荷扰动发生时，仅需控制部分机组减载，不会导致风电场出力下降，提高了频率最低点，改善了系统频率特性。
综上，本发明的有益效果具体为：
1.本发明采用转速减载控制进行风电场备用容量配置，使风电机组可以快速的调节自身备用容量。
2.本发明提出的方法能在低风速情况下，满足减载备用容量要求的同时，使风电场更多的发出风电功率，提高了风电场的经济性。
3.本发明提出的方法能在高风速情况下，当发生扰动时，提高了频率最低点，改善了系统频率特性。
4.本发明的方法仅需控制部分风机，简化了控制的复杂性。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图16是本发明实施例提供的风电场备用调频容量控制装置的结构示意图。如图16所示，在一些实施例中，风电场备用调频容量控制装置16，包括：
获取模块1610，用于接收风电场控制中心下发的调度指令并获取各台风机的风速.
确定模块1620，用于根据各台风机的风速确定各台风机的减载模式；其中，风速小于第一预设阈值的风机的减载模式为超速减载模式，风速大于第二预设阈值的风机的减载模式为低速减载模式；其中，第二预设阈值大于等于第一预设阈值。
计算模块1630，用于根据各台风机的风速和调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率。
减载模块1640，用于根据各台风机的减载模式和各台风机的减载功率，对各台风机进行减载。
可选的，减载模块1640，具体用于根据各台风机的减载功率，确定各台风机的转速调整量；根据各台风机的当前转速和各台风机的转速调整量，计算输入到各台风机中的功率参考量。
可选的，风电场备用调频容量控制装置16还包括：约束模块，用于根据各台风机的减载模式，确定各台风机对应的转速安全约束区间；其中，低速减载模式的转速安全约束区间小于超速减载模式的转速安全约束区间。
可选的，计算模块1630，具体用于根据调度指令指示的调度减载功率、各台风机的风速和预设选取条件选取减载风机，并确定减载风机的减载功率。
可选的，预设选取条件为按照风速大小选取。相应的，计算模块1630，具体用于从风速最小的风机开始选取，直到选取的风机的最大减载功率之和超过调度减载功率时，将选取的风机作为减载风机。
可选的，预设选取条件为保证风机控制数最小。相应的，计算模块1630，具体用于确定所有超过调度减载功率的风机组合方案；在超过调度减载功率的风机组合方案中，将风机控制数最小的风机组合方案中的风机标记为减载风机。
可选的，计算模块1630，具体用于：
Figure BDA0003852771660000161
其中，i为风机的序号，第1台风机-第n1台风机为减载风机，ΔPdzmi为第i台风机的最大减载功率，Pd为调度减载功率，ΔPdzi为各台风机的减载功率。
可选的，第二预设阈值大于第一预设阈值。确定模块1620，具体用于将风速不小于第一预设阈值且不大于第二预设阈值的风机的减载模式设置为超速减载模式或低速减载模式。
本实施例提供的风电场备用调频容量控制装置，可用于执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
图17是本发明实施例提供的控制装置的示意图。如图17所示，本发明的一个实施例提供的控制装置17，该实施例的控制装置17包括：处理器1700、存储器1710以及存储在存储器1710中并可在处理器1700上运行的计算机程序1720。处理器1700执行计算机程序1720时实现上述各个风电场备用调频容量控制方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤210至步骤240。或者，处理器1700执行计算机程序1720时实现上述各系统实施例中各模块/单元的功能，例如图16所示模块1610至1640的功能。
示例性的，计算机程序1720可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器1710中，并由处理器1700执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序1720在控制装置17中的执行过程。
控制装置17可以是物理控制装置、云控制装置、控制装置集群等，在此不作限定。终端可包括，但不仅限于，处理器1700、存储器1710。本领域技术人员可以理解，图17仅仅是控制装置17的示例，并不构成对控制装置17的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器1700可以是中央处理单元(Central Processing Unit，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)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，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。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器1710可以是控制装置17的内部存储单元，例如控制装置17的硬盘或内存。存储器1710也可以是控制装置17的外部存储设备，例如控制装置17上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器1710还可以既包括控制装置17的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器1710用于存储计算机程序以及终端所需的其他程序和数据。存储器1710还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述风电场备用调频容量控制方法实施例中的步骤。
计算机可读存储介质存储有计算机程序1720，计算机程序1720包括程序指令，程序指令被处理器1700执行时实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序1720来指令相关的硬件来完成，计算机程序1720可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序1720在被处理器1700执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序1720包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
计算机可读存储介质可以是前述任一实施例的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是终端的外部存储设备，例如终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，计算机可读存储介质还可以既包括终端的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存储介质用于存储计算机程序及终端所需的其他程序和数据。计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、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单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风电场备用调频容量控制方法，其特征在于，包括：
接收风电场控制中心下发的调度指令并获取各台风机的风速；
根据所述各台风机的风速确定各台风机的减载模式；其中，风速小于第一预设阈值的风机的减载模式为超速减载模式，风速大于第二预设阈值的风机的减载模式为低速减载模式；其中，所述第二预设阈值大于等于所述第一预设阈值；
根据所述各台风机的风速和所述调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率；
根据所述各台风机的减载模式和所述各台风机的减载功率，对各台风机进行减载。
2.根据权利要求1的风电场备用调频容量控制方法，其特征在于，根据所述各台风机的减载模式和所述各台风机的减载功率，对各台风机进行减载，包括：
根据所述各台风机的减载功率，确定所述各台风机的转速调整量；
根据各台风机的当前转速和所述各台风机的转速调整量，计算输入到各台风机中的功率参考量。
3.根据权利要求2的风电场备用调频容量控制方法，其特征在于，所述根据所述各台风机的风速确定各台风机的减载模式之后，还包括：
根据各台风机的减载模式，确定各台风机对应的转速安全约束区间；
其中，所述低速减载模式的转速安全约束区间小于所述超速减载模式的转速安全约束区间。
4.根据权利要求1的风电场备用调频容量控制方法，其特征在于，所述根据所述各台风机的风速和所述调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率，包括：
根据调度指令指示的调度减载功率、所述各台风机的风速和预设选取条件选取减载风机，并确定所述减载风机的减载功率。
5.根据权利要求4的风电场备用调频容量控制方法，其特征在于，所述预设选取条件为按照风速大小选取；
所述根据调度指令指示的调度减载功率、所述各台风机的风速和预设选取条件选取减载风机，并确定所述减载风机的减载功率，包括：
从风速最小的风机开始选取，直到选取的风机的最大减载功率之和超过所述调度减载功率时，将选取的风机作为减载风机；
或者，所述预设选取条件为保证风机控制数最小；
所述根据调度指令指示的调度减载功率、所述各台风机的风速和预设选取条件选取减载风机，并确定所述减载风机的减载功率，包括：
确定所有超过所述调度减载功率的风机组合方案；
在超过所述调度减载功率的风机组合方案中，将风机控制数最小的风机组合方案中的风机标记为减载风机。
6.根据权利要求5的风电场备用调频容量控制方法，其特征在于，所述根据所述各台风机的风速和所述调度指令指示的调度减载功率，确定各台风机的减载功率，包括：
Figure FDA0003852771650000021
其中，i为风机的序号，第1台风机-第n1台风机为所述减载风机，ΔPdzmi为第i台风机的最大减载功率，Pd为所述调度减载功率，ΔPdzi为所述各台风机的减载功率。
7.根据权利要求1的风电场备用调频容量控制方法，其特征在于，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
根据所述各台风机的风速确定各台风机的减载模式，包括：
将风速不小于第一预设阈值且不大于第二预设阈值的风机的减载模式设置为超速减载模式或低速减载模式。
8.一种控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述风电场备用调频容量控制方法的步骤。
9.一种双馈风力发电系统，其特征在于，包括：风轮机、转轴、发电机以及如权利要求8所述的控制装置；
所述控制装置分别与所述风轮机、转轴、发电机连接。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述风电场备用调频容量控制方法的步骤。
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