CN115912484A - 一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统 - Google Patents

一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115912484A
CN115912484A CN202211575154.4A CN202211575154A CN115912484A CN 115912484 A CN115912484 A CN 115912484A CN 202211575154 A CN202211575154 A CN 202211575154A CN 115912484 A CN115912484 A CN 115912484A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
wind
active
support
reactive
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.)
Granted
Application number
CN202211575154.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115912484B (zh
Inventor
马溪原
俞靖一
杨铎烔
许一泽
程凯
徐全
张子昊
葛俊
王鹏宇
林振福
曾博儒
陈若
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.)
Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd
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 Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd filed Critical Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd
Priority to CN202211575154.4A priority Critical patent/CN115912484B/zh
Publication of CN115912484A publication Critical patent/CN115912484A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115912484B publication Critical patent/CN115912484B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统，具体包括：支撑功率一体化分配系统：对风电场主动支撑期间有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化分配；迎风风速和机端电压预测系统：与支撑功率一体化分配系统连接，基于有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果预测对应的主动支撑期间各风电机组迎风风速和机端电压；风电机组主控系统：接收有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果，以及接收迎风风速和机端电压预测系统的机组主动支撑期间迎风风速和机端电压预测结果，对所属风电机组实现有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化预测控制；所述支撑功率一体化分配系统还与储能设备控制系统和无功补偿装置控制系统连接。

Description

一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统
技术领域
本发明涉及风力发电场功率控制以及主动支撑领域，具体涉及一种具备提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统。
背景技术
近年来，风力发电在我国乃至全球范围内得到了快速发展。各类风电场功率控制系统的数量也越来越多。随着风力发电技术的不断发展以及风力发电占比不断提升，电力系统对风电并网提出越来越严格的要求。电力系统要求风电场应当能根据调度指令调节有功无功出力并在将来实现对电网的调频的有功主动支撑和对电网调压的无功主动支撑。因此，风电场功率控制系统应当具备对电网的有功无功主动支撑能力。
相比于风电场日常发电，风电场对电网的有功无功主动支撑一般不需要持续长时间，但是需要控制速度较快。因此，风电场有功支撑功率和无功支撑功率分配与控制的要求与方法不同于风电场日常有功发电功率控制和无功发电功率分配与控制。传统的风电场日常有功发电功率、无功发电功率分配和控制方法不适用于风电场有功支撑功率、无功支撑功率的分配和控制。需要对风电场有功支撑功率、无功支撑功率分配和控制方法展开研究。
对风电场有功支撑功率和无功支撑功率进行分配和控制时，受到风电机组最大视在功率限制，同一风电机组有功支撑功率和无功支撑功率存在相互制约。此外，受到尾流效应的影响，不同风电机组有功支撑功率之间会相互影响相互制约，这种影响不同于风电机组日常有功发电功率之间的影响。因此，风电场对电网进行主动支撑时应当同时考虑有功无功主动支撑功率与有功无功发电功率的不同要求，考虑尾流效应对机组有功支撑功率的影响、以及机组有功支撑功率和无功支撑功率耦合约束，实现风电场有功支撑功率和无功支撑功率协调优化分配与控制，避免机组收到的有功支撑功率和无功支撑功率指令超出其运行极限，才能实现对电网的精准主动支撑。
对比以上要求，现有的风电场功率控制系统及方法存在一些不足：(1)部分风电场功率控制系统不具备对电网的有功无功主动支撑功能，只能按最大风能追踪和功率因数进行有功无功发电控制。(2)部分风电场功率控制系统虽然具备主动支撑功能，但是要么没有实现有功支撑功率和无功支撑功率协调分配与协调控制，要么忽略了尾流效应对风电场主动支撑功率的影响。同时考虑尾流效应和有功支撑功率、无功主动支撑功率协调分配与协调控制的风电场功率控制系统在还没有得到研究。
申请号为202011422651.1的发明专利提供一种风电场的稳态无功控制方法及装置，基于以双馈风电机组的无功容量优先，静止无功补偿器的无功容量为辅的原则，对风电场机组进行综合稳态无功控制。申请号为202110753064.9的发明专利提供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，以满足发电厂并网要求。它们都没有实现对电网的主动支撑功能。
申请号为202111116421.7的中国发明专利提供了一种高海拔风场频率控制系统及方法，考虑尾流效应对发电机组进行联合控制，改善发电机有功调频性能。该专利所提功率控制方法仅实现了对电网的有功支撑功能，没有实现对电网的无功支撑功能。申请号为202111616184.0的中国发明专利提供了一种风电场的功率控制方法、控制系统和可读存储介质，可以对风电场的一次调压和一次调频进行优化控制。但是该专利没有考虑尾流效应对风电场支撑功率控制的影响，并且其对有功支撑功率和无功支撑功率的分配是独立进行的，没有实现有功支撑功率和无功支撑功率协调分配与控制。
发明内容
为了弥补上述现有风电场功率控制系统的不足，本发明提供一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统用于风电场功率控制。所述风电场功率快速控制系统具备对电网调频的有功主动支撑功能以及对电网调压的无功主动支撑功能。此外，所述风电场功率快速控制系统对风电场进行控制以实现对电网进行有功无功主动支撑时，同时考虑尾流效应以及风电机组有功支撑功率和无功支撑功率的耦合约束，实现对风电场有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化分配与控制。
本发明公开了一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统，其包括：
支撑功率一体化分配系统：考虑尾流效应，对风电场主动支撑期间有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化分配；
迎风风速和机端电压预测系统：与支撑功率一体化分配系统连接，基于支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果预测对应的主动支撑期间各风电机组迎风风速和机端电压；
风电机组主控系统：接收支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果，以及接收迎风风速和机端电压预测系统的机组主动支撑期间迎风风速和机端电压预测结果，对所属风电机组实现有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化预测控制；所述支撑功率一体化分配系统还与储能设备控制系统和无功补偿装置控制系统连接。
所述支撑功率一体化分配系统中，当电力系统出现频率偏差和电压偏差时，根据调频系数和频率偏差计算风电场有功总支撑功率目标。根据电压偏差和灵敏度系数计算风电场无功总支撑功率目标。同时考虑尾流影响下不同风电机组相互之间有功支撑功率耦合约束、风电机组最大功率限制下同一风电机组自身有功无功支撑功率耦合约束、不同调频方式下风电机组有功支撑功率容量、风电机组无功支撑容量、有功储能装置的容量与成本、无功补偿装置容量与成本，实现风电场主动支撑期间总有功支撑功率和总无功支撑功率在各个风电机组、有功储能装置、无功补偿装置间的一体化优化分配。
所述尾流影响下不同风电机组相互之间有功支撑功率耦合约束具体为：当风流过风电机组，由于风力机从风中获取能量进行发电，使得风能下降，风电机组下游形成风速下降的尾流区，若下游有其他风电机组位于尾流区内，则位于下游的风电机组最大持续有功功率就会受到限制。上游风电机组的有功功率决定了其吸收的风能，进而影响其尾流风速，最终影响下游风电机组的最大持续有功功率。风电机组有功支撑功率受到风电机组最大持续有功功率限制，因此，在尾流效应下，各发电机组有功支撑功率相互影响相互约束。
所述迎风风速和机端电压预测系统中，与支撑功率一体化分配系统连接，获得风电场主动支撑期间各风电机组应发的有功支撑功率和无功支撑功率。基于现有的预测算法对风电场主动支撑期间自然风速和风向进行预测。利用现有尾流效应模型，对所述自然风速预测和风向预测结果、所述各风电机组主动支撑期间有功主动支撑功率进行分析，预测各风电机组主动支撑期间迎风风速。基于现有的潮流计算模型，建立风电场潮流计算模型，代入所述各风电机组主动支撑期间有功主动支撑功率和无功主动支撑功率，预测各风电机组主动支撑期间的机端电压。
所述预测各风电机组主动支撑期间迎风风速包括基于现有的风电场尾流模型，现有风电机组气动模型、电气模型、机械模型，建立起各风电机组主动支撑期间尾流风速与各风电机组有功支撑功率的关系。将所述各风电机组主动支撑期间有功支撑功率代入，得到各风电机组主动支撑期间尾流预测结果。结合各风电机组间的距离与位置关系，现有的尾流效应对风电机组迎风风速的影响模型，确定各风电机组迎风风速与其他机组尾流风速的关系，预测各风电机组主动支撑期间迎风风速变化情况。
所述预测各风电机组主动支撑期间机端电压具体包括根据风电场拓扑结构以及线路电气参数，结合现有的潮流计算算法，建立风电场潮流计算模型，将所述各风电机组主动支撑期间有功支撑功率和无功支撑功率代入，经过潮流计算迭代后获得各风电机组主动支撑期间机端电压预测结果。
所述风电机组主控系统中，各风电机组主控系统接收支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果，以及接收迎风风速和机端电压预测系统的主动支撑期间迎风风速和机端电压预测结果，采用模型预测控制算法实现所属风电机组有功支撑功率和无功支撑功率一体化高性能预测控制。
所述采用模型预测控制算法实现有功支撑功率和无功支撑功率高性能预测控制具体方法为：风电机组根据主动支撑期间自身迎风风速和机端电压预测结果，建立预测模型预测不同控制序列在所述迎风风速和机端电压下的有功支撑功率和无功支撑功率控制效果。建立优化控制模型，优化控制模型可以求解得到最优的控制序列，得到有功支撑功率和无功支撑功率一体化最优化的控制效果。在每个采样点，求解一次优化控制模型得到最优的控制序列，执行最优的控制序列中的第一个控制指令。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1)所提方法同时考虑尾流效应对机组有功支撑功率的影响、以及机组有功支撑功率和无功支撑功率耦合约束，实现风电场有功支撑功率和无功支撑功率协调优化分配，无需分别进行风电场总有功支撑功率分配和总无功支撑功率分配，避免了机组收到的有功支撑功率和无功支撑功率指令超出其运行极限，实现对电网的精准可靠主动支撑。
2)所提方法考虑到风电机组的迎风风速和机端电压变化会对风电机组有功支撑功率和无功支撑功率输出产生影响，预测了风电机组主动支撑期间的迎风风速和机端电压，基于所述主动支撑期间自身迎风风速和机端电压预测结果，采用模型预测控制算法实现有功支撑功率和无功支撑功率一体化最优化预测控制。实现对机组有功支撑功率和无功支撑功率的高性能控制。
附图说明
图1是本发明提供的一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统整体架构。
图2是本发明提供的一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统的方法流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1表示本发明提供的一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统整体架构，所述一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统涉及部件包括：支撑功率一体化分配系统、迎风风速和机端电压预测系统、多个风电机组主控系统、储能设备控制系统和无功补偿装置控制系统。所述迎风风速和机端电压预测系统与支撑功率一体化分配系统连接，多个风电机组主控系统分别与迎风风速和机端电压预测系统连接；所述储能设备控制系统和无功补偿装置控制系统分别与支撑功率一体化分配系统连接。
由支撑功率一体化分配系统以及迎风风速和机端电压预测系统向各风电机组主控系统发送各风电机组有功支撑功率和无功支撑功率分配结果、各风电机组主动支撑期间迎风风速与机端电压预测结果。由支撑功率一体化分配系统向储能设备控制系统、无功补偿装置控制系统发送有功支撑功率和无功支撑功率分配结果。
如图2表示本发明提供的一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统的控制方法流程图，其包括以下步骤：
步骤1：考虑尾流效应的风电场主动支撑期间有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化分配；
步骤2：基于现有的尾流效应模型和潮流计算模型，预测各风电机组在步骤1所述有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果下对应的主动支撑期间迎风风速和机端电压；
步骤3：基于步骤2所述考虑尾流效应的各风电机组主动支撑期间迎风风速和机端电压预测结果，各机组实现有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化预测控制。
所述步骤1中，考虑尾流效应的风电场主动支撑期间有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化分配。过程如下：
建立考虑尾流效应的风电场总有功支撑功率和总无功支撑功率一体化分配优化模型，目标函数为风电场储能和无功补偿装置功率最小化，即优先利用风电机组的有功无功支撑能力。
min Pb+Qc                             (1)
其中，Pb为蓄电池有功支撑功率，Qc为无功补偿装置无功支撑功率。
建立考虑风电机组最大视在功率的风电机组自身有功支撑功率和无功支撑功率约束条件。
Figure BDA0003989106860000053
其中，Si是风电机组i的短时最大可发视在功率，Pi是风电机组i的有功支撑功率，Qi是风电机组i的无功支撑功率。
建立考虑尾流效应的各风电机组相互之间有功支撑约束条件。
Figure BDA0003989106860000051
其中风电场总共n台风电机组，Pi是风电机组的有功支撑功率，
Figure BDA0003989106860000052
是风电机组i受到其他风电机组尾流影响后，最大可发有功支撑功率。
除了上述约束，风电场有功支撑功率和总无功支撑功率一体化分配优化模型还包括风电场各机组有功功率与储能设备有功功率之和等于风电场总有功功率，风电场各机组无功功率与无功补偿装置无功功率之和等于风电场总无功功率等约束
对约束进行线性化，将优化问题转变为包含二次约束的凸优化问题，利用现有求解算法进行求解，求解所述优化模型后可一次性得到满足尾流约束和有功支撑功率无功支撑功率相互约束的最优化的各风电机组有功支撑功率，无功支撑功率，各储能装置有功支撑功率，各无功补偿装置无功支撑功率。无需分别进行风电场有功支撑功率分配和无功支撑功率分配。获得风电场有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化分配方案后，所述风电场功率控制系统将各风电机组有功支撑功率，无功支撑功率，各储能装置有功支撑功率，各无功补偿装置无功支撑功率下发到对应的各风电机组主控、储能控制系统、无功补偿装置控制系统。
所述步骤2中，基于现有的尾流效应模型和潮流计算模型，预测各风电机组在步骤1所述有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果下对应的主动支撑期间迎风风速和机端电压。具体过程为：
基于现有的风电场尾流模型，现有风电机组气动模型、电气模型、机械模型，建立起各风电机组主动支撑期间尾流风速与各风电机组有功支撑功率的关系。所述风电机组尾流风速与推力系数的关系以及风电机组有功支撑功率与推力系数的关系如下所示。
vx＝v0-uv0
Figure BDA0003989106860000061
Figure BDA0003989106860000062
其中，v0是风电机组迎风风速，vx是风电机组后方距离风电机组叶片圆心x米处的尾流风速，u为尾流系数，CT为推力系数，k为尾流衰减系数，r是叶轮半径。Pi是风电机组有功支撑功率，ρ是空气密度，S是叶轮面积。结合式(4)和(5)可得风电机组尾流风速与其迎风风速、有功支撑功率的关系。计算时，第一排风电机组迎风风速为自然风速，将所述第一排风电机组主动支撑期间有功支撑功率代入，得到第一排风电机组下游尾流风速，进一步根据第二排风电机组的位置，得到第二排风电机组迎风风速。由第二排风电机组迎风风速以及第二排风电机组有功功率可计算得第三排风电机组迎风风速。重复以上步骤可得所有风电机组的迎风风速。
根据风电场拓扑结构以及线路电气参数，结合现有的潮流计算算法，建立风电场潮流计算模型。
Figure BDA0003989106860000071
Figure BDA0003989106860000072
分别Ui和Uj分别代表i节点和j节点的电压，Gij代表两个节点之间的电导，Bij代表两个节点之间的电纳，δij代表两节点之间的电压相角差。将所述各风电机组主动支撑期间有功支撑功率和无功支撑功率代入，经过潮流计算迭代后获得各节点电压值，即各风电机组主动支撑期间机端电压预测结果。所述风电场功率控制系统将各风电机组主动支撑期间迎风风速和机端电压预测结果下发到各风电机组主控。
所述步骤3中，各风电机组根据主动支撑期间自身迎风风速和机端电压预测结果，主动支撑期间有功支撑功率和无功支撑功率分配结果，采用模型预测控制算法实现有功支撑功率和无功支撑功率一体化高性能预测控制具体为：
基于风电机组功率解耦控制数学模型，代入所述各风电机组主动支撑期间自身迎风风速和机端电压预测结果，可建立风电机组功率控制预测模型。预测模型输入量u(k)为k时刻转子电压控制序列，预测模型输出量x(k+1)为k+1时刻风电机组的有功支撑功率与无功支撑功率序列。
x(k+1)＝Ax(k)+Bu(k)                      (6)
根据风电机组功率控制预测模型，建立风电机组模型预测控制器，优化变量为风电机组转子电压控制序列，优化目标为风电机组有功支撑功率和无功支撑功率实时值与有功支撑目标值以及无功支撑目标值偏差最小化。
Figure BDA0003989106860000073
e(k)为误差向量，代表风电机组有功支撑功率和有功支撑目标值的偏差以及无功支撑功率和无功支撑目标值偏差；Q为权重系数矩阵；k表示离散化的时刻。每一次采样点，求解一次模型预测控制器，得到最优的转子电压控制序列，只执行转子电压控制序列第一个控制量。不断重复以上步骤，得到有功支撑功率和无功支撑功率整体最优化的控制效果。·
以上所述实施例仅表用于说明本发明的技术方案，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统，其特征在于，所述系统包括：
支撑功率一体化分配系统：考虑尾流效应，对风电场主动支撑期间有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化分配；
迎风风速和机端电压预测系统：与支撑功率一体化分配系统连接，基于支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果预测对应的主动支撑期间各风电机组迎风风速和机端电压；
风电机组主控系统：接收支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果，以及接收迎风风速和机端电压预测系统的机组主动支撑期间迎风风速和机端电压预测结果，对所属风电机组实现有功支撑功率和无功支撑功率一体化优化预测控制；
所述支撑功率一体化分配系统还与储能设备控制系统和无功补偿装置控制系统连接。
2.根据权利要求1所述所述具备提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统，其特征在于，所述支撑功率一体化分配系统中，同时考虑如下因素：(1)考虑风电场主动支撑期间有功支撑功率、无功支撑功率的分配与风电场日常有功发电功率和无功发电功率分配要求的不同；(2)考虑尾流影响下风电机组间有功支撑功率相互限制，以及尾流影响下风电机组间有功支撑功率相互限制关系与风电机组间日常有功发电功率相互限制关系的不同；(3)考虑最大视在功率限制下同一风电机组自身有功支撑功率与无功支撑功率相互限制；(4)考虑不同调频调压方式下风电机组有功支撑容量、风电机组无功支撑容量、有功储能装置的有功支撑容量与成本和无功补偿装置无功支撑容量与成本。
3.根据权利要求1所述所述具备提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统，其特征在于，所述迎风风速和机端电压预测系统中，与支撑功率一体化分配系统连接，基于支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果，预测对应的各风电机组主动支撑期间迎风风速，具体步骤为：
S1：基于现有的风电场尾流模型、现有风电机组气动模型、电气模型和机械模型，建立起各风电机组主动支撑期间尾流风速与各风电机组有功支撑功率的关系；
S2：将支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果代入，得到各风电机组主动支撑期间尾流预测结果；
S3：结合各风电机组间的距离与位置关系，现有的尾流效应对风电机组迎风风速的影响模型，确定各风电机组迎风风速与其他风电机组尾流风速的关系，预测各风电机组主动支撑期间迎风风速。
4.根据权利要求1所述所述具备提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统，其特征在于，所述迎风风速和机端电压预测系统中，与支撑功率一体化分配系统连接，基于支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果，预测对应的各风电机组主动支撑期间机端电压，具体步骤为：根据风电场拓扑结构以及线路电气参数，结合现有的潮流计算算法，建立风电场主动支撑期间潮流计算模型，将支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果代入，经过潮流计算迭代后获得各风电机组主动支撑期间机端电压预测结果。
5.根据权利要求1所述所述具备提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统，其特征在于，所述风电机组主控系统中，各风电机组主控系统接收支撑功率一体化分配系统的有功支撑功率和无功支撑功率一体化分配结果，以及接收迎风风速和机端电压预测系统的主动支撑期间迎风风速和机端电压预测结果，采用模型预测控制算法实现所属风电机组有功支撑功率和无功支撑功率一体化最优化预测控制。
6.根据权利要求5所述所述具备提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统，其特征在于，所述采用模型预测控制算法实现有功支撑功率和无功支撑功率整体最优化预测控制具体步骤为：
A.各风电机组根据迎风风速和机端电压预测系统中所述主动支撑期间自身迎风风速和机端电压预测结果，考虑风电机组的迎风风速和机端电压变化对风电机组有功支撑功率和无功支撑功率控制的影响，建立预测模型；
B.预测模型可以预测风电机组在所述迎风风速和机端电压下不同控制指令序列对应的有功支撑功率和无功支撑功率控制效果；
C.建立优化控制模型，优化控制模型可以根据预测模型求解得到风电机组在所述迎风风速和机端电压下最优的控制指令序列，使得有功支撑功率和无功支撑功率控制效果整体最优化；
D.在每个采样点，求解一次所述优化控制模型得到最优的控制指令序列，只执行最优的控制指令序列中的第一个控制指令，并在下一个采样点继续重复以上步骤。
CN202211575154.4A 2022-12-08 2022-12-08 一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统 Active CN115912484B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211575154.4A CN115912484B (zh) 2022-12-08 2022-12-08 一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211575154.4A CN115912484B (zh) 2022-12-08 2022-12-08 一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115912484A true CN115912484A (zh) 2023-04-04
CN115912484B CN115912484B (zh) 2024-02-20

Family

ID=86470944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211575154.4A Active CN115912484B (zh) 2022-12-08 2022-12-08 一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115912484B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140107985A1 (en) * 2010-02-25 2014-04-17 International Business Machines Corporation Method for designing the layout of turbines in a windfarm
CN103886185A (zh) * 2014-03-05 2014-06-25 中国东方电气集团有限公司 一种用于风资源评估的年风速生成方法
CN105354632A (zh) * 2015-10-26 2016-02-24 江苏省电力公司电力经济技术研究院 一种考虑尾流效应的风电场功率优化分配策略
CN106953354A (zh) * 2017-03-10 2017-07-14 国网山东省电力公司经济技术研究院 考虑电压支撑的含风电电力系统机组组合方法
WO2018107775A1 (zh) * 2016-12-12 2018-06-21 北京金风科创风电设备有限公司 用于风电场的控制方法、装置和风力发电系统
WO2018115431A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Danmarks Tekniske Universitet Combined active and reactive power control in an operation of a wind farm
CN109995093A (zh) * 2017-11-13 2019-07-09 通用电气公司 风电场的动态有功和无功功率容量
CN112467808A (zh) * 2020-12-08 2021-03-09 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种风电场的稳态无功控制方法及装置
CN113224843A (zh) * 2021-05-17 2021-08-06 北京中泰华电科技有限公司 主动支撑型风光储一体化功率控制系统及其能量分配方法
CN113452091A (zh) * 2021-07-02 2021-09-28 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种风电场快速有功功率控制方法及控制系统
CN113944593A (zh) * 2021-09-23 2022-01-18 浙江运达风电股份有限公司 一种高海拔风场频率控制系统及方法
CN114221354A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 上海电气风电集团股份有限公司 一种风电场的功率控制方法、控制系统和可读存储介质
CN114629160A (zh) * 2021-12-29 2022-06-14 北京华能新锐控制技术有限公司 风电场有功无功协同调度方法
CN114825358A (zh) * 2022-06-24 2022-07-29 东南大学溧阳研究院 兼顾无功充裕性和电压均衡性的风电场无功电压控制方法
CN115395587A (zh) * 2022-08-12 2022-11-25 国家能源集团东台海上风电有限责任公司 一种多源协同的海上风电场无功电压控制方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140107985A1 (en) * 2010-02-25 2014-04-17 International Business Machines Corporation Method for designing the layout of turbines in a windfarm
CN103886185A (zh) * 2014-03-05 2014-06-25 中国东方电气集团有限公司 一种用于风资源评估的年风速生成方法
CN105354632A (zh) * 2015-10-26 2016-02-24 江苏省电力公司电力经济技术研究院 一种考虑尾流效应的风电场功率优化分配策略
WO2018107775A1 (zh) * 2016-12-12 2018-06-21 北京金风科创风电设备有限公司 用于风电场的控制方法、装置和风力发电系统
WO2018115431A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Danmarks Tekniske Universitet Combined active and reactive power control in an operation of a wind farm
CN106953354A (zh) * 2017-03-10 2017-07-14 国网山东省电力公司经济技术研究院 考虑电压支撑的含风电电力系统机组组合方法
CN109995093A (zh) * 2017-11-13 2019-07-09 通用电气公司 风电场的动态有功和无功功率容量
CN112467808A (zh) * 2020-12-08 2021-03-09 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种风电场的稳态无功控制方法及装置
CN113224843A (zh) * 2021-05-17 2021-08-06 北京中泰华电科技有限公司 主动支撑型风光储一体化功率控制系统及其能量分配方法
CN113452091A (zh) * 2021-07-02 2021-09-28 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种风电场快速有功功率控制方法及控制系统
CN113944593A (zh) * 2021-09-23 2022-01-18 浙江运达风电股份有限公司 一种高海拔风场频率控制系统及方法
CN114221354A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 上海电气风电集团股份有限公司 一种风电场的功率控制方法、控制系统和可读存储介质
CN114629160A (zh) * 2021-12-29 2022-06-14 北京华能新锐控制技术有限公司 风电场有功无功协同调度方法
CN114825358A (zh) * 2022-06-24 2022-07-29 东南大学溧阳研究院 兼顾无功充裕性和电压均衡性的风电场无功电压控制方法
CN115395587A (zh) * 2022-08-12 2022-11-25 国家能源集团东台海上风电有限责任公司 一种多源协同的海上风电场无功电压控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HU S: "An improved low-voltage ride-through control strategy of doubly fed induction generator during grid faults", 《EEE TRANSACTIONS ON POWER ELEC TRONICS》, pages 3653 - 3665 *
胡庆林等: "风特性及尾流效应对双馈感应电机低电压穿越能力的影响", 《电机与控制应用》, pages 89 - 96 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115912484B (zh) 2024-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110970906B (zh) 一种协调控制风电场无功电压的方法和系统
AU2018101070A4 (en) Automatic voltage control method, device and system for wind farm
CN109217374B (zh) 一种风电电力系统无功电压事前多时间尺度优化控制方法
CN108462212B (zh) 一种新能源电力系统在多源多调控域运行方式下控制方法
Masoum et al. Optimal placement of hybrid PV-wind systems using genetic algorithm
CN105574610B (zh) 一种风力发电机组优化启动控制方法
Guo et al. Double-layer feedback control method for synchronized frequency regulation of PMSG-based wind farm
CN113659620A (zh) 基于动态频率约束的水风互补发电系统日前调度方法
CN114696352A (zh) 一种新能源配电网中电池储能系统的运行控制方法
Egbomwan et al. Twin delayed deep deterministic policy gradient (TD3) based virtual inertia control for inverter-interfacing DGs in microgrids
CN114938005A (zh) 一种风储电站参与电网一次调频的双层控制方法和装置
Chaouali et al. Fuzzy logic optimization of a centralized energy management strategy for a hybrid PV/PEMFC system feeding a water pumping station
CN111555369B (zh) 一种配电网中压-低压协同优化方法
Zhu et al. $\mu $-Synthesis Robust Control of Variable Speed Wind Turbine Generators for Participating in Microgrid Frequency Regulation
CN115912484B (zh) 一种提供电网主动支撑能力的风电场功率快速控制系统
CN116760103A (zh) 虚拟电厂在线优化电力调度的自适应预测能量管理方法
Zhang et al. Research on frequency regulation strategy based on model predictive control for wind-hydro-storage complementary microgrid
Astriani et al. Load sharing control between PV power plant and diesel generator to mitigate effect of PV fluctuation using PID algorithm
CN112634076B (zh) 一种计及灵活性储备的含风电多微网系统分布式调控方法
Achar et al. Lyapunov-based robust power controllers for a wind farm using parallel multicell converters
Ma et al. Online clustering modeling of photovoltaic power plant with LVRT control function
CN113471995B (zh) 一种提升新能源高占比区域频率稳定性的储能配置方法
Deng et al. Hierarchical distributed MPC for optimal active power control of DFIG wind farms
Xi et al. Investigation on Distributed Coordinated Control Method of DFIGs Participating in Power System Frequency Regulation
CN116780629B (zh) 一种含储能配电系统独立运行的平滑切换方法及装置

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant