CN117418999A - 一种海上风电机组出力控制方法及相关装置 - Google Patents

一种海上风电机组出力控制方法及相关装置 Download PDF

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李永健
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Abstract

本申请公开了一种海上风电机组出力控制方法及相关装置，包括：获取海上风电机的环境参数以及运行数据；根据环境参数以及运行数据构建海上风电机组的输出功率模型，基于输出功率模型构建海上风电机组实时出力表示模型；基于输出功率模型，以风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速为调整参数，构建海上风电机组出力的多参数调整模型；设置风电机组所在区域风速边界系数从而得到若干个风速变化等级，根据风速变化等级，并基于多参数调整模型构建以调整参数中的任意一个、或任意两个或三个为主控制参数对应的风电机组输出功率控制方法。使风电机组出力满足电网调度的需求，同时在风电机组出力计算中融入风速、空气密度等的影响。

Description

一种海上风电机组出力控制方法及相关装置
技术领域
本申请涉及电力系统及其自动化技术领域，尤其涉及一种海上风电机组出力控制方法及相关装置。
背景技术
风速具有随机性、波动性和间歇性。因此，小风电场风速往往也表现为最小风速、最大风速、平均风速、多年平均风速、计算平均风速、加权平均风速、数学平均风速等等表式形式。采用不同风速的表式形式，小风电场会获得不同装机容量水平。不同装机容量水平，在不同季节小风电场发电功率和发电量也往往不同，最优导致小风电站风能利用率、发电设备利用率、发电设备年最大利用小时数也不同。
在恒定风速或缓慢变化风速下，基于闭环转速控制的风电机组有功功率控制方法和基于预设功率给定的风电机组有功功率控制方法，都能够将风机调节到稳定平衡点。在该运行点处，风机气动功率、电磁功率和电网功率指令三者相等，从而既响应了电网功率指令，又维持了自身机电动态稳定。由于风机机组能够长时间运行在稳定平衡点，上述两类方法都能实现有功功率控制目标，且控制性能相近。
但是，在湍流风速的情况下，由于大惯量风轮固有的慢动态特性以及发电机额定容量和风机结构载荷的工程约束，风机很难持续运行在稳定平衡点，而是大部分处于跟踪稳定平衡点、不断变速的动态过程中。采用基于闭环转速控制的风电机组有功功率控制方法和基于预设功率给定的风电机组有功功率控制方法，控制性能变差，无法满足电网对海上风电给以期望的稳定出力需求。
发明内容
本申请提供了一种海上风电机组出力控制方法及相关装置，利用机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速等的单独调整或协同调整来控制风电机组的出力，提出基于电力物联网的海上风电机组出力控制方法。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种海上风电机组出力控制方法，所述方法包括：
S1、获取海上风电机的环境参数以及运行数据，其中，所述环境参数包括：海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪，所述运行数据，包括：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速；
S2、根据所述环境参数以及所述运行数据构建海上风电机组的输出功率模型，基于所述输出功率模型构建海上风电机组实时出力表示模型；
S3、基于所述输出功率模型，以风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速为调整参数，构建海上风电机组出力的多参数调整模型；
S4、设置风电机组所在区域风速边界系数从而得到若干个风速变化等级，根据所述风速变化等级，并基于所述多参数调整模型构建以所述调整参数中的任意一个、或任意两个、或三个为主控制参数对应的风电机组输出功率控制方法。
可选地，所述海上风电机组出力的多参数调整模型，具体为：
ΔPSWi(t)＝kSWi1(t)ΔPSWi1(t)+kSWi2(t)ΔPSWi2(t)+kSWi3(t)ΔPSWi3(t)；
式中，ΔPSWi1、ΔPSWi2、ΔPSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速调控相关的输出功率调控量分量，kSWi1、kSWi2、kSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速的调控系数。
可选地，所述风速变化等级，具体包括：风速小变化、风速中变化、风速大变化和风速极大变化。
可选地，当以所述调整参数中的任意一个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法，具体包括：
在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为主单一参数调整，以发电机电磁转矩和风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速中变化的场景中，以所述发电机电磁转矩作为主单一参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速大变化的场景中，以所述风轮转速作为主单一参数调整，以发电机电磁转矩和所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速大变化的场景中，以所述风轮转速作为主单一参数调整，以所述发电机电磁转矩和所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行大范围微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
式中，为输出功率调控量。
可选地，当以所述调整参数中的任意两个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法；具体包括：
在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩作为主参数调整，以所述风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速中变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述风轮转速作为主参数调整，以所述发电机电磁转矩作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速大变化的场景中，以所述发电机电磁转矩和所述风轮转速作为主参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速极大变化的场景中，以所述发电机电磁转矩和所述风轮转速作为主参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行大范围调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
式中，为输出功率调控量。
可选地，当以所述调整参数中的三个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法，
在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行小范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速中变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行中范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速大变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行大范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速极大变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行极大范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
式中，为输出功率调控量。
本申请第二方面提供一种海上风电机组出力控制系统，所述系统包括：
获取单元，用于获取海上风电机的环境参数以及运行数据，其中，所述环境参数包括：海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪，所述运行数据，包括：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速；
第一建模单元，用于根据所述环境参数以及所述运行数据构建海上风电机组的输出功率模型，基于所述输出功率模型构建海上风电机组实时出力表示模型；
第二建模单元，用于基于所述输出功率模型，以风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速为调整参数，构建海上风电机组出力的多参数调整模型；
第三建模单元，用于设置风电机组所在区域风速边界系数从而得到若干个风速变化等级，根据所述风速变化等级，并基于所述多参数调整模型构建以所述调整参数中的任意一个、或任意两个、或三个为主控制参数对应的风电机组输出功率控制方法。
可选地，所述海上风电机组出力的多参数调整模型，具体为：
ΔPSWi(t)＝kSWi1(t)+PSWi1(t)+kSWi2(t)ΔPSWi2(t)+kSWi3(t)ΔPSWi3(t)；
式中，ΔPSWi1、ΔPSWi2、ΔPSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速调控相关的输出功率调控量分量，kSWi1、kSWi2、kSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速的调控系数。
本申请第三方面提供一种海上风电机组出力控制设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的海上风电机组出力控制方法的步骤。
本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的海上风电机组出力控制方法。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种海上风电机组出力控制方法，可以计算在风速小、中、大、极大变化场景下风电机组出力的调控量。这种基于电力物联网的海上风电机组出力控制方法，同时考虑风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪等的影响，改善风电机组有功功率控制性能，满足电网对海上风电给以期望的稳定出力需求，为电网调度、发电控制提供理论指导，为新能源发电及智能电网调度运行提供必要的技术支撑。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种海上风电机组出力控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种海上风电机组出力控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例中提供的一种海上风电机组出力控制方法，包括：
步骤101、获取海上风电机的环境参数以及运行数据，其中，环境参数包括：海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪，运行数据，包括：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速；
需要说明的是，利用电力物联网系统，获取海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪等实时环境数据。利用电力物联网系统，获取风电站及其风电机组运行数据，比如：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速等。
步骤102、根据环境参数以及运行数据构建海上风电机组的输出功率模型，基于输出功率模型构建海上风电机组实时出力表示模型；
需要说明的是，第i个海上风电机组输出功率表示为：
式中PSWi为第i个海上风电机组输出功率；vi为第i个海上风电机组风速；Ai为第i个海上风电机组扫风面积，Ri为第i个海上风电机组风叶长度；Di为第i个海上风电机组空气密度；kSi、kIi、kAi、kQi、kCi分别为第i个海上风电机组海上风速的影响系数、来风间歇性的影响系数、风向的影响系数、来风风量的影响系数、海上风能转化效率，kWi＝kSikIikAikQi。
第j个海上风电站实时出力表示为：
式中PSWj为第j个海上风电站实时出力；kNi为第i个海上风电机组临近影响系数；kSHi为第i个海上风电机组海浪影响系数；NSWj为第j个海上风电机组的数量。
海上风电机组实时出力表示为：
式中PSW为海上风电机组实时出力；kNSi为第j个海上风电站临近影响系数；kSHSi为第j个海上风电站海浪影响系数；NSWS为海上风电站的数量。
利用电力物联网系统，获取海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪等实时数据，利用上述计算式子计算海上风电机组、风电站、发电站群的输出功率，从而实现对海上风电机组实时出力的监测。
步骤103、基于输出功率模型，以风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速为调整参数，构建海上风电机组出力的多参数调整模型；
需要说明的是，在时段t第i台风电机组输出功率调控可以通过调整齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速来实现，其数学表式为：
ΔPSWi(t)＝{ΔωSWi(t-1)TSWEi(t-1)+ωSWEi(t-1)[nSWi(t-1)ΔTSWGi(t)+TSWGi(t-1)ΔnSWi(t)]}kWi＝{TSWEi(t-1)ΔωSWi(t)+ωSWEi(t-1)nSWi(t-1)ΔTSWGi(t)+ωSWEi(t-1)TSWGi(t-1)ΔnSWi(t)}kWi
＝kWinSWi(t-1)TSWGi(t-1)ΔωSWi(t)
+kWiωSWEi(t-1)nSWi(t-1)ΔTSWGi(t)+kWiωSWEi(t-1)TSWGi(t-1)ΔnSWi(t)
式中ΔPSWi(t)为时段t第i台风电机组输出功率，nSWi(t-1)、TSWGi(t-1)、ωSWEi(t-1)分别为时段t-1第i台风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速，ΔnSWi(t)、ΔTSWGi(t)、ΔωSWEi(t)分别为时段t第i台风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速的调控量。
因此，在时段t，单独对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔωSWEi(t)单一参数进行调整，或者对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)和发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、齿轮箱增速比ΔnSWi(t)和风轮转速ΔωSWEi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)和风轮转速ΔωSWEi(t)两个参数进行协同调整，或者对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔωSWEi(t)三个参数进行协同调整，都可以调整第i台风电机组的输出功率。假如在时段t-1第i台风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速的调控系数分别为kSWi1、kSWi2、kSWi3，那么第i台风电机组输出功率可以表示为：
+PSWi(t)＝kSWi1(t)ΔPSWi1(t)+kSWi2(t)ΔPSWi2(t)+kSWi3(t)ΔPSWi3(t)
其中ΔPSWi1、ΔPSWi2、ΔPSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速调控相关的输出功率调控量分量，ΔPSWi(t)满足条件：
1)ΔPSWi(t)≥ΔPSWi1(t)+ΔPSWi2(t)+ΔPSWi3(t)；
2)ΔPSWi(t)≥ΔPSWi1(t)；
3)ΔPSWi(t)≥ΔPSWi2(t)；
4)ΔPSWi(t)≥ΔPSWi3(t)。
风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速调整方式为：
式中kv1、kv2、kv3、kv4分别为风电机组所在区域风速边界系数，0≤kv1＜kv2＜kv3＜kv4＜nv，nv＝2-100。
根据运行数据，利用专家法可以确定风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速的调控系数。
步骤104、设置风电机组所在区域风速边界系数从而得到若干个风速变化等级，根据风速变化等级，并基于多参数调整模型构建以调整参数中的任意一个、或任意两个、或三个为主控制参数对应的风电机组输出功率控制方法。
在一个实施例中，基于单一参数主调整的风电机组输出功率控制方法为：
在时段t，单独对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔωSWEi(t)单一参数进行调整，可以调整第i台风电机组的输出功率。
假设在时段t第i台风电机组通过最优化方法而确定的最优输出功率为或者由电网调度控制中心通过调度指令给出的调度出力为/>那么在时段t第i台风电机组输出功率调控量为/>输出功率调控量/>可以通过单独对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔωSWEi(t)单一参数的调整而获得，实现对风电机组出力的控制。利用齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔωSWEi(t)单一参数调整的风电机组出力控制方法在数学上表示为：
1)在风速变化量0≤Δv(t)≤kv1v(t-1)条件下，属于风速小变化的场景。在这种场景下，风电机组齿轮箱增速比作为主单一参数调整，而发电机电磁转矩和风轮转速作为辅助参数进行微调，风电机组输出功率控制方法为：
2)在风速变化量kv1v(t-1)＜Δv(t)≤kv2v(t-1)条件下，属于风速中变化的场景。在这种场景下，发电机电磁转矩作为主单一参数调整，而齿轮箱增速比和风轮转速作为辅助参数进行微调，风电机组输出功率控制方法为：
3)在风速变化量kv2v(t-1)＜Δv(t)≤kv3v(t-1)条件下，属于风速大变化的场景。在这种场景下，风电机组风轮转速作为主单一参数调整，而发电机电磁转矩和齿轮箱增速比作为辅助参数进行微调，风电机组输出功率控制方法为：
4)在风速变化量kv3v(t-1)＜Δv(t)≤kv4v(t-1)条件下，属于风速极大变化的场景。在这种场景下，风电机组风轮转速作为主单一参数调整，而发电机电磁转矩和齿轮箱增速比作为辅助参数的大范围微调，风电机组输出功率控制方法为：
在一个实施例中，基于两个参数协同调整的风电机组输出功率控制方法为：
在时段t，对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)和发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、齿轮箱增速比ΔnSWi(t)和风轮转速ΔωSWEi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)和风轮转速ΔωSWEi(t)两个参数进行协同调整。
输出功率调控量可以通过对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)和发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、齿轮箱增速比ΔnSWi(t)和风轮转速ΔωSWEi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)和风轮转速ΔωSWEi(t)两个参数进行协同调整而获得，实现对风电机组出力的控制。利用齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔωSWEi(t)两个参数协同调整的风电机组出力控制方法在数学上表示为：
1)在风速变化量0≤Δv(t)≤kv1v(t-1)条件下，属于风速小变化的场景，齿轮箱增速比和发电机电磁转矩作为主参数而进行协同调整，而风轮转速作为辅助参数进行微调，风电机组输出功率控制方法为：
针对这种风速小变化的场景，也可以将齿轮箱增速比和风轮转速发电机电磁转矩作为主参数而进行协同调整，而发电机电磁转矩作为辅助参数进行微调，风电机组输出功率控制方法为：
2)在风速变化量kv1v(t-1)＜Δv(t)≤kv2v(t-1)条件下，属于风速中变化的场景。在这种场景下，发电机电磁转矩作为主参数、齿轮箱增速比作为次参数而进行协同调整，而风轮转速作为辅助参数进行微调，风电机组输出功率控制方法为：
3)在风速变化量kv2v(t-1)＜Δv(t)≤kv3v(t-1)条件下，属于风速大变化的场景。在这种场景下，风轮转速和发电机电磁转矩作为主参数而进行协同调整，而齿轮箱增速比作为辅助参数进行微调，风电机组输出功率控制方法为：
4)在风速变化量kv3v(t-1)＜Δv(t)≤kv4v(t-1)条件下，属于风速极大变化的场景。在这种场景下，风轮转速和发电机电磁转矩作为主参数而进行协同调整，而齿轮箱增速比作为辅助参数进行大范围调整，风电机组输出功率控制方法为：
在一个实施例中，基于三个参数协同调整的风电机组输出功率控制方法为：
在时段t，对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔωSWEi(t)三个参数进行协同调整，可以调整第i台风电机组的输出功率。
输出功率调控量可以通过对齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔvSWEi(t)三个参数进行协同调整而获得，实现对风电机组出力的控制。利用齿轮箱增速比ΔnSWi(t)、发电机电磁转矩ΔTSWGi(t)、风轮转速ΔωSWEi(t)三个参数协同调整的风电机组出力控制方法在数学上表示为：
1)在风速变化量0≤Δv(t)≤kv1v(t-1)条件下，属于风速小变化的场景。在这种场景下，风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速作为关键参数进行小范围协同调整，风电机组输出功率控制方法为：
2)在风速变化量kv1v(t-1)＜Δv(t)≤kv2v(t-1)条件下，属于风速中变化的场景。在这种场景下，风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速作为关键参数进行中范围协同调整，风电机组输出功率控制方法为：
3)在风速变化量kv2v(t-1)＜Δv(t)≤kv3v(t-1)条件下，属于风速大变化的场景。在这种场景下，风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速作为关键参数进行大范围协同调整，风电机组输出功率控制方法为：
4)在风速变化量kv3v(t-1)＜Δv(t)≤kv4v(t-1)条件下，属于风速极大变化的场景。在这种场景下，风电机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速作为关键参数进行更大范围协同调整，风电机组输出功率控制方法为：
本申请实施例所提出的基于电力物联网的海上风电机组出力控制方法，可以计算在风速小、中、大、极大变化场景下风电机组出力的调控量。这种基于电力物联网的海上风电机组出力控制方法，同时考虑风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪等的影响，改善风电机组有功功率控制性能，满足电网对海上风电给以期望的稳定出力需求，为电网调度、发电控制提供理论指导，为新能源发电及智能电网调度运行提供必要的技术支撑。
以上为本申请实施例中提供的一种海上风电机组出力控制方法，以下为本申请实施例中提供的一种海上风电机组出力控制系统。
请参阅图2，本申请实施例中提供的一种海上风电机组出力控制系统，包括：
获取单元201，用于获取海上风电机的环境参数以及运行数据，其中，环境参数包括：海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪，运行数据，包括：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速；
第一建模单元202，用于根据环境参数以及运行数据构建海上风电机组的输出功率模型，基于输出功率模型构建海上风电机组实时出力表示模型；
第二建模单元203，用于基于输出功率模型，以风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速为调整参数，构建海上风电机组出力的多参数调整模型；
第三建模单元204，用于设置风电机组所在区域风速边界系数从而得到若干个风速变化等级，根据风速变化等级，并基于多参数调整模型构建以调整参数中的任意一个、或任意两个、或三个为主控制参数对应的风电机组输出功率控制方法。
进一步地，本申请实施例中还提供了一种海上风电机组出力控制设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述方法实施例所述的海上风电机组出力控制方法的步骤。
进一步地，本申请实施例中还提供了计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述方法实施例所述的海上风电机组出力控制方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述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，在本申请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。
所述集成的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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种海上风电机组出力控制方法，其特征在于，包括：
S1、获取海上风电机的环境参数以及运行数据，其中，所述环境参数包括：海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪，所述运行数据，包括：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速；
S2、根据所述环境参数以及所述运行数据构建海上风电机组的输出功率模型，基于所述输出功率模型构建海上风电机组实时出力表示模型；
S3、基于所述输出功率模型，以风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速为调整参数，构建海上风电机组出力的多参数调整模型；
S4、设置风电机组所在区域风速边界系数从而得到若干个风速变化等级，根据所述风速变化等级，并基于所述多参数调整模型构建以所述调整参数中的任意一个、或任意两个、或三个为主控制参数对应的风电机组输出功率控制方法。
2.根据权利要求1所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，所述海上风电机组出力的多参数调整模型，具体为：
ΔPSWi(t)＝kSWi1(t)ΔPSWi1(t)+kSWi2(t)ΔPSWi2(t)+kSWi3(t)ΔPSWi3(t)；
式中，ΔPSWi1、ΔPSWi2、ΔPSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速调控相关的输出功率调控量分量，kSWi1、kSWi2、kSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速的调控系数。
3.根据权利要求2所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，所述风速变化等级，具体包括：风速小变化、风速中变化、风速大变化和风速极大变化。
4.根据权利要求3所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，当以所述调整参数中的任意一个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法，具体包括：
在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为主单一参数调整，以发电机电磁转矩和风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速中变化的场景中，以所述发电机电磁转矩作为主单一参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速大变化的场景中，以所述风轮转速作为主单一参数调整，以发电机电磁转矩和所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速大变化的场景中，以所述风轮转速作为主单一参数调整，以所述发电机电磁转矩和所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行大范围微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
式中，为输出功率调控量。
5.根据权利要求3所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，当以所述调整参数中的任意两个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法；具体包括：
在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩作为主参数调整，以所述风轮转速作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速中变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述风轮转速作为主参数调整，以所述发电机电磁转矩作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速大变化的场景中，以所述发电机电磁转矩和所述风轮转速作为主参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行微调，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速极大变化的场景中，以所述发电机电磁转矩和所述风轮转速作为主参数调整，以所述风电机组与齿轮箱增速比作为辅助参数进行大范围调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
式中，为输出功率调控量。
6.根据权利要求3所述的海上风电机组出力控制方法，其特征在于，当以所述调整参数中的三个为主控制参数时，所述风电机组输出功率控制方法，
在所述风速小变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行小范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速中变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行中范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速大变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行大范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
在所述风速极大变化的场景中，以所述风电机组与齿轮箱增速比和所述发电机电磁转矩、轮转速作为关键参数进行极大范围协同调整，得到风电机组输出功率控制方法为：
式中，为输出功率调控量。
7.一种海上风电机组出力控制系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取海上风电机的环境参数以及运行数据，其中，所述环境参数包括：海上风速、空气密度、来风间歇性、风向、风量、海浪，所述运行数据，包括：输出功率、机组齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速；
第一建模单元，用于根据所述环境参数以及所述运行数据构建海上风电机组的输出功率模型，基于所述输出功率模型构建海上风电机组实时出力表示模型；
第二建模单元，用于基于所述输出功率模型，以风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速为调整参数，构建海上风电机组出力的多参数调整模型；
第三建模单元，用于设置风电机组所在区域风速边界系数从而得到若干个风速变化等级，根据所述风速变化等级，并基于所述多参数调整模型构建以所述调整参数中的任意一个、或任意两个、或三个为主控制参数对应的风电机组输出功率控制方法。
8.根据权利要求7所述的海上风电机组出力控制系统，其特征在于，所述海上风电机组出力的多参数调整模型，具体为：
ΔPSWi(t)＝kSWi1(t)ΔPSWi1(t)+kSWi2(t)ΔPSWi2(t)+kSWi3(t)ΔPSWi3(t)；
式中，ΔPSWi1、ΔPSWi2、ΔPSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速调控相关的输出功率调控量分量，kSWi1、kSWi2、kSWi3分别为在时段t-1第i台风电机组与齿轮箱增速比、发电机电磁转矩、风轮转速的调控系数。
9.一种海上风电机组出力控制设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-6任一项所述的海上风电机组出力控制方法。
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用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-6任一项所述的海上风电机组出力控制方法。
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