根据风机出力按优先级别分配的风电场有功自动调度方法技术

本发明专利技术涉及根据风机出力按优先级别分配的风电场有功自动调度方法，属于电力系统能量管理系统技术领域，该方法包括：根据风机的发电能力将风机分为普通风机和标杆风机两种类型进行有功调度，优先保证标杆风机满发；将标杆风机从低到高的等级分为一级、二级、三级；级别高的优先满发；第三级的等级最高，不进行限电控制；接收调度有功控制目标，当有功控制目标≥装机容量，调度指令为：所有风机自由发电；有功控制目标<装机容量，对风机出力进行限电控制；上网有功<有功控制目标*95％，则先按顺序保证三级、二级、一级标杆风机满发，再调节普通风机。该方法简单易于实现，可提高风电场发电量、减少风机故障率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统能量管理系统(EMS)
，特别涉及一种考虑风机出力按优先级别分配的风电场有功自动调度方法。
技术介绍
近年来，全国众多大型风电基地的建成投产，改变了原有的电源结构，风电对电网的影响逐步增大，由只对局部电网的无功电压影响，上升到对大电网调峰、调频的影响。国家电网公司发布的《风电场接入电网技术规定》指出：“风电场应具备有功功率调节能力，能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。为了实现对有功功率的控制，风电场应配置有功功率控制系统，接收并自动执行调度部门远方发送的有功功率控制信号。”按照规定要求，风电场应积极建设有功功率自动控制系统，满足电网公司要求，提高电网风电功率自动调节水平，确保电网稳定运行。电力系统传统意义上的自动有功控制(AGC)系统主要调节对象为火力发电机组和水力发电机组，在确保电网频率稳定方面发挥了重要作用。借鉴电网调度原EMS系统中AGC模块成功的运行经验，风电有功自动控制系统应根据电网EMS和风电场实时数据采集系统的实时信息、系统发电计划以及风电场功率预测系统信息，通过对风电场上网有功功率的控制调节，达到对大型风电场内几十台风电机组的有功功率控制。在实际运行中，电网调度端AGC系统将每个大型风电场看成一台机组，作为系统的控制对象。电网调度端AGC系统参考发电计划和风功率预测结果进行指令计算，然后发送有功功率指令到风电场端AGC模块。风电AGC模块根据接收到的调度有功功率指令通过分配计算出每台风机的有功输出目标，最后将目标下发到每台风机实现风机功率的调节。考虑到风电场内的集电线路、变压器等有功损耗，调度端的有功功率指令实际是指风电场送出线路的上网总有功，而不是风电场内所有风机的有功总加。现实中为简化系统接线，风电场大多采用一回线路接入电力系统，此时调度端下发给风电场的有功功率指令其实只有一个数值。风电场AGC模块虽然需要控制场内几十台风机的有功出力，但最终只要使风电场送出线路的上网总有功达到调度有功控制指令值即可。目前风电场本着“抢电量、提效率”的目标对风电机组优化运行提出了更高的要求。比如要求选择性能优良、风力条件好的风机作为标杆风机，以有利于提高风电场利用小时；风电场中风机因地理位置、设备性能、季节变化等因素发电能力不尽相同，应优先保证出力大的风机运行；安装在地理环境较差、较远的风机，因各种自然原因(大雪封路、行车困难等)发生故障后可能导致检修困难，应尽量减少此类风机的操作，减少故障发生率。传统的按比例、按裕度等两种风电场有功控制方法已经不再满足这类新的要求，需要研究一种新的风电场有功控制方法来适应。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种根据风机出力按优先级别分配的风电场有功自动调度方法，该方法简单易于实现，可以充分发挥不同性能风机的有功输出能力，性能好的风机多发电、性能差的风机少调节，从而提高风电场发电量、减少风机故障率。本专利技术提出的根据风机出力按优先级别分配的风电场有功自动调度方法，包括以下步骤：1)根据风机的发电能力将风机分为普通风机和标杆风机两种类型进行有功调度，优先保证标杆风机满发；2)将标杆风机从低到高的等级分为一级、二级、三级；级别高的优先满发；第三级的等级最高，不进行限电控制：3)接收调度有功控制目标，当有功控制目标≥装机容量，调度指令为：所有风机自由发电；4)有功控制目标<装机容量，对风机出力进行限电控制；4.1)有功控制目标>标杆风机功率总和，调度指令为：只调节普通风机，将有功控制目标与标杆风机功率总和的差值，平均分配给普通风机。4.2)有功控制目标<标杆风机总和，调度指令为：停止所有普通风机，且降标杆风机有功至控制目标：若，4.2.1)二、三级标杆风机有功之和<有功控制目标<标杆风机有功总和，只降一级标杆风机出力；若，4.2.2)三级标杆风机有功之和<有功控制目标<二、三级标杆风机有功总和，停一级标杆风机，降二级标杆风机；5)上网有功<有功控制目标*95％，则调度指令为：(升有功)先按顺序保证三级、二级、一级标杆风机满发，再调节普通风机。本专利技术提出的考虑风机出力按优先级别分配的风电场有功自动控制方法，其优点是：本专利技术方法针对风电场风机由于设备性能差异、所处地理位置差异等原因需要采取不同优先级别的有功控制特点，将风电场多个风电机组(几十到上百台)划分为标杆风机和非标杆风机两类，标杆风机优先发电。在标杆风机中，再分别划分为一、二、三个级别，级别高的标杆风机优先发电，三级标杆风机不限电。通过工程实践可以发现，这种方法简单易于实现，可以充分发挥不同性能风机的有功输出能力，性能好的风机多发电、性能差的风机少调节，从而提高风电场发电量、减少风机故障率。具体实施方式下面以某风电场考虑风机出力按优先级别分配的风电场有功自动调度的一个具体实施例，介绍本专利技术的自动调度方法：该实施例的风电场总装机容量为99.5MW，包括一期联合动力33台1.5MW风机、二期重庆海装25台2.0MW风机。具体调度方法如下：1)根据风机的发电能力将风机分为普通风机和标杆风机两种类型进行有功调度，优先保证标杆风机满发；2)将标杆风机从低到高的等级分为一级、二级、三级；级别高的优先满发；第三级的等级最高，不进行限电控制：本实施例的风电场风机分布在场内4条集电线上。根据风机尾流波动性对风机有功功率的影响，将每条集电线上首个风机、中间位置的风机和最后一个风机作为标杆风机，且分别列为三级、二级和一级；级别高的优先满发；第三级的等级最高，不进行限电控制：本实施例中一级标杆风机共8.5MW：其中，一期为：#20风机、#25风机、#33风机、二期为：#46风机、#47风机；二级标杆风机共7MW：一期为：#1风机、#15风机；二期为：#40风机、#58风机；三级标杆风机共7MW:一期为：#3风机、#16风机；二期为：#34风机、#52风机；普通风机一期26台，分别为：#2风机、#4～#14风机、#17～#19风机、#21～#24风机、#26～#32风机；二期19台，分别为：#35～#39风机、#41～#45风机、#48～#51风机、#53～#57风机；3)接收调度有功控制目标，当有功控制目标≥装机容量，调度指令为：所有风机自由发电；4)有功控制目标<装机容量，对风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据风机出力按优先级别分配的风电场有功自动调度方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据风机的发电能力将风机分为普通风机和标杆风机两种类型进行有功调度，优先保证标杆风机满发；2)将标杆风机从低到高的等级分为一级、二级、三级；级别高的优先满发；第三级的等级最高，不进行限电控制：3)接收调度有功控制目标，当有功控制目标≥装机容量，调度指令为：所有风机自由发电；4)有功控制目标<装机容量，对风机出力进行限电控制；具体为；4.1)有功控制目标>标杆风机功率总和，调度指令为：只调节普通风机，将有功控制目标与标杆风机功率总和的差值，平均分配给普通风机。4.2)有功控制目标<标杆风机总和，调度指令为：停止所有普通风机，且降标杆风机有功至控制目标：若，4.2.1)二、三级标杆风机有功之和<有功控制目标<标杆风机有功总和，只降一级标杆风机出力；若，4.2.2)三级标杆风机有功之和<有功控制目标<二、三级标杆风机有功总和，停一级标杆风机，降二级标杆风机；5)上网有功<有功控制目标*95％，则调度指令为：先按顺序保证三级、二级、一级标杆风机满发，再调节普通风机。...

【技术特征摘要】
1.一种根据风机出力按优先级别分配的风电场有功自动调度方法，其特征在于，包
括以下步骤：
1)根据风机的发电能力将风机分为普通风机和标杆风机两种类型进行有功调度，优
先保证标杆风机满发；
2)将标杆风机从低到高的等级分为一级、二级、三级；级别高的优先满发；第三级
的等级最高，不进行限电控制：
3)接收调度有功控制目标，当有功控制目标≥装机容量，调度指令为：所有风机自
由发电；
4)有功控制目标<装机容量，对风机出力进行限电控制；具体为；
4.1)有功控制目标>标杆风机功率总和，调度指令为：只调节普通风机，将有...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，汤磊，郑太一，王彬，蔡宏毅，吴文传，范国英，张伯明，杨国新，孙宏斌，曹政，王岗红，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网吉林省电力有限公司，北京清大高科系统控制有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11