风力发电场的功率控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风力发电场的功率控制方法及装置，风力发电场包括m台功率增强型风力发电机组，其中，m是正整数。该方法包括：当监测到m台功率增强型风力发电机组中存在n台功率增强型风力发电机组处于标称功率发电状态时，基于当前电网输入功率计算电网的当前发电损耗，其中，n是大于0且小于或等于m的整数；将n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和与当前发电损耗进行比较，其中，功率增强型风力发电机组可提升功率是功率增强型风力发电机组的实际功率与标称功率之差；以及，当n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和大于当前发电损耗时，对n台功率增强型风力发电机组进行控制，以使n台功率增强型风力发电机组提升的功率之和等于当前发电损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风电
，尤其涉及一种风力发电场的功率控制方法及装置。
技术介绍
风力发电方式区别于火力发电方式、水力发电方式，已成为一种应用广泛的发电方式，其具有随机性强、灵活多变的特点。通过风功率预测、风机个性化控制等诸多手段能够充分发挥风电场(相比火电、水电)可控制性强的特点。水平轴、上风向、永磁直驱风力发电机是当今风力发电领域主要的发电机组，其包括叶片、轮毂、发电机、机舱、塔架、电控设备等大部件。叶片能够将风能转化为旋转机械能进而通过发电机转换成电能以达到风力发电的效果。功率增强型风力发电机组(ValuePlus)型风力发电机组是指能够将其输出功率在全生命周期内提升至其标称功率的1.1-1.2倍的风力发电机组，功率提升型风力发电机组、功率可调型风力发电机组、柔性功率型风力发电机组因具有相似的特性都可以称为功率增强型风力发电机组。以1.5MW风力发电机组为例，1.5VP机组其标称功率为1500kW，当机组运行在功率提升(ValuePlus)模式时，其输出功率可处于1500kW至1650kW之间任意值，此时相对于标称功率，将功率提升模式(也即功率增强模式下)下的输出功率定义为实际功率。全场采用功率增强型风力发电机组的风电场称之为功率增强型风力发电场。例如，风电场标称功率为P兆瓦，实际有功功率输出范围为0至1.1P兆瓦。功率增强型风力发电场在功率调节方面相比传统风电场具有更大的操作空间，其可被看作是实际功率是标称功率1.1-1.2倍的风电场。这里的实际功率可以理解为风电场中的机组处于功率提升模式时实际有功功率输出范围的最大值。现有技术从功率优化、功率控制、风机调用三个方面提出新的风电场控制方法，从技术上创新了并丰富了风场的控制策略，但在风电场收益提升方面，并未考虑。现有风电在运行过程中，诸多环节造成发电量损失，进而造成经济损失。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种风力发电场的功率控制方法及装置，能够有效提升风力发电厂收益减少发电损失造成的影响。第一方面，提供了一种风力发电场的功率控制方法，风力发电场包括m台功率增强型风力发电机组，其中，m是正整数，方法包括：当监测到m台功率增强型风力发电机组中存在n台功率增强型风力发电机组处于标称功率发电状态时，基于当前电网输入功率计算电网的当前发电损耗的步骤，其中，n是大于0且小于或等于m的整数；将n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和与当前发电损耗进行比较的步骤，其中，功率增强型风力发电机组可提升功率是功率增强型风力发电机组的实际功率与标称功率之差；以及，当n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和大于当前发电损耗时，对n台功率增强型风力发电机组进行控制，以使n台功率增强型风力发电机组提升的功率之和等于当前发电损耗的步骤。第二方面，提供了一种风力发电场的功率控制装置，风力发电场包括m台功率增强型风力发电机组，其中，m是正整数，控制装置包括：监测计算单元、比较判断单元和控制调度单元。该监测计算单元被配置为当监测到m台功率增强型风力发电机组中存在n台功率增强型风力发电机组处于标称功率发电状态时，基于当前电网输入功率计算电网的当前发电损耗，其中，n是大于0且小于或等于m的整数；该比较判断单元被配置为将n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和与当前发电损耗进行比较，其中，功率增强型风力发电机组可提升功率是功率增强型风力发电机组的实际功率与标称功率之差；该控制调度单元被配置为当n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和大于当前发电损耗时，对n台功率增强型风力发电机组进行控制，以使n台功率增强型风力发电机组提升的功率之和等于当前发电损耗。第三方面，提供了一种风力发电场的功率控制装置，包括：存储器、处理器和总线；该存储器和处理器通过总线连接并完成相互间的通信；该存储器用于存储程序代码；该处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于执行上述风力发电场的功率控制方法。根据本专利技术实施例提供的风力发电场的功率控制方法及装置，通过利用功率增强型风力发电机组具有能够在全生命周期内在达到其标称功率后继续提升至实际功率的特性，结合风电场不同的发电量损失情况，对功率增强型风力发电机组进行控制，从而有效弥补线损、场用电及风电机组故障等造成的发电损失，以提升发电场的收益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例的风力发电场的功率控制方法的应用场景示意图；图2是本专利技术一实施例的风力发电场的功率控制方法的方法流程图；图3是本专利技术另一实施例的风力发电场的功率控制方法的应用场景示意图；图4是本专利技术另一实施例的风力发电场的功率控制方法的方法流程图；图5是本专利技术一实施例的风力发电场的功率控制装置的示意性结构框图；图6是本专利技术一实施例的风力发电场的功率控制装置的控制设备实现结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1是本专利技术一实施例的风力发电场的功率控制方法的应用场景示意图。假设风电场部分风力发电机组以图1所示方式进行排布，风场主风向为由西向东。其中L和R分别表示线路总的电感和电阻值。那么在风力发电机组线路始端1，风力发电机组线路末端2，风电场升压站出口处3，以及电网入口处4的四个节点处则有：功率从节点1传输至节点2时，存在一定功率损失，假设为1％；从节点2传输至节点3，传输距离较短，但存在场用电支出，假设功率损失2％；从节点3传输至节点4，经过长距离输电，假设功率损失2％，即电能从风力发电机组输至电网过程中，共计损失约5％的功率。在风电场达到标称功率发电过程中，假设每小时输送电量为49500kWh，那么损失电量为2475kWh，假设上网电价0.5元每kWh，即每小时损失1237.5元，年满发小时数按2800小时计算，每年损失346.5万元。并且风电厂的发电损失主要有以下特性：1.风电场发电功率即输出功率越高，其线损越大，这部分能量损失直接体现为风电场的发电量损失。2.风力发电机组在大风工况下出现故障停机的概率会增高，大风工况下的停机会损失发电量，进而造成收益受损。由风电厂发电特性及基于上述假设获得的发电损失数据可知：当风电厂所有风力发电机组都达到标称功率发电时，线损发电功率即功率也达最大。根据风电场具体线路参数，以及电能表数据，可以准确计算出当前线路及场用电造成的电量损失，例如，在实际的生产生活中，发电损失可以按5％计算，即电网入口处4处上网电量是风电场实际电量的95％。基于上述问题，本专利技术提出的一种风力发电场的功率控制方法及装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电场的功率控制方法，其特征在于，所述风力发电场包括m台功率增强型风力发电机组，其中，m是正整数，所述方法包括：当监测到所述m台功率增强型风力发电机组中存在n台功率增强型风力发电机组处于标称功率发电状态时，基于当前电网输入功率计算所述电网的当前发电损耗，其中，n是大于0且小于或等于m的整数；将所述n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和与所述当前发电损耗进行比较，其中，所述功率增强型风力发电机组可提升功率是所述功率增强型风力发电机组的功率增强模式下的实际功率与所述标称功率之差；当所述n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和大于所述当前发电损耗时，对所述n台功率增强型风力发电机组进行控制，以使所述n台功率增强型风力发电机组提升的功率之和等于所述当前发电损耗。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电场的功率控制方法，其特征在于，所述风力发电场包括m台功率增强型风力发电机组，其中，m是正整数，所述方法包括：当监测到所述m台功率增强型风力发电机组中存在n台功率增强型风力发电机组处于标称功率发电状态时，基于当前电网输入功率计算所述电网的当前发电损耗，其中，n是大于0且小于或等于m的整数；将所述n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和与所述当前发电损耗进行比较，其中，所述功率增强型风力发电机组可提升功率是所述功率增强型风力发电机组的功率增强模式下的实际功率与所述标称功率之差；当所述n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和大于所述当前发电损耗时，对所述n台功率增强型风力发电机组进行控制，以使所述n台功率增强型风力发电机组提升的功率之和等于所述当前发电损耗。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当所述n台功率增强型风力发电机组的可提升功率之和不大于所述当前发电损耗时，分别控制所述n台功率增强型风力发电机组以实际功率进行发电。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：当监测到当前电网输入功率大于电网输入功率的上限值时；对所述n台功率增强型风力发电机组进行功率控制，以使所述n台功率增强型风力发电机组的输出功率之和等于所述电网输入功率的上限值与当前发电损耗之和。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：当监测到当前电网输入功率不大于电网输入功率的上限值时；对所述n台功率增强型风力发电机组进行控制，以使所述n台功率增强型风力发电机组以实际功率进行发电。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：监测所述n台功率增强型风力发电机组中的每台功率增强型风力发电机组周围的有效风速；将所述功率增强型风力发电机组的实际功率与标称功率之差与所述当前发电损耗进行比较；当所述功率增强型风力发电机组的实际功率与标称功率之差小于所述当前发电损耗时，控制所述n台功率增强型风力发电机组中其周围的所述有效风速最大的第一功率增强型风力发电机组以实际功率进行发电。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：当所述功率增强型风力发电机组的实际功率与标称功率之差不小于所述当前发电损耗时，控制所述n台功率增强型风力发电机组中其周围的所述有效风速最大的除所述第一功率增强型风力发电机组以外的第二功率增强型风力发电机组提升功率以弥补所述当前发电损耗。7.一种风力发电场的功率控制装置，其特征在于，所述风力发电场包括m台功率增强型风力发电机组，其中，m是正整数，所述控制装置包括：监测计算单元，被配置为能够实时地监控当前风电厂中每台功率增强型风力发电机组的输出功率，当监测到所述m台功率增强型风力发电机组中存在n台功率增强型风力发电机组处于标称功率发电状态时，基于当前电网输入功率计算所述电网的当前发电损耗，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王砼，李璇，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11