一种风电场输出功率控制系统技术方案

一种风电场输出功率控制系统，该系统包括多个单台风机控制器、风电场控制器以及调度系统，风电场控制器包括微处理器、并网点频率检测模块、并网点电压检测模块、风电场控制方式决策模块、风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块、电源模块以及通信模块；风电场控制器分别与多个单台风机控制器、调度系统连接；所述风电场控制器用于对接入网侧电气信息和风机电气信息进行综合计算分析，按照给定的频率/有功下垂控制给出风电场总有功功率的参考值，补偿电网频率的变化，按照给定的电压/无功下垂给出风电场总无功功率的参考值，支持电网电压，并通过所述多个单台风机控制器发送有功出力指令和无功出力指令至各台风机；可以实现风电场有功功率和无功功率的统一协调控制，改善风电场并网特性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新能源发电技术，尤其是一种风电场输出功率控制系统，具体讲涉及一种根据风电场PCC点电压/频率和风电场实时的有功/无功出力，统一协调控制风电场每台风电机组的有功功率和无功功率的系统。
技术介绍
随着大规模风电接入电网，必然对电网的调度和控制带来影响，主要体现在有功功率调节和无功电压控制上，如备用的配置与调度问题，应对风电场并网点(point ofcommon coupling，PCC)的无功/电压支撑、调频问题等。实现风电场有功功率调节和无功电压控制主要有两种途径:一是通过风电机组自身的控制功能实现，二是通过风电场控制器接收调度和检测信号，进行全场的统一控制。由于风电场内风机众多，单台风机只能对本机的有功功率和无功功率进行控制，风电场内缺乏对有功功率和无功功率的统一协调控制策略。通过第二种方法对全场的风电机组进行统一的管理和控制，可以达到更好的控制目的。我国的风电场级控制器的研制也处在起步阶段，还没有实现大规模风电场级控制器的生产与应用，虽然有风电场安装了风电场控制器但采用的多是开环控制，稳定性较差。而国外的多数风电场已经安装了风电场级控制器，实现了发电自动控制和电压自动控制，并可像常规发电厂一样自动响应调度的指令。目前，欧洲有些国家制定了国标，要求新建风电场安装风电场控制器，并制定了相应的标准对安装的风电场控制器进行检测。另外，为进行风电场并网评估，也制定了风电场控制器的建模标准。我国也制定了风电并网导则GB/T-19963，要求新建风电场必须安装风电场控制器。研宄风电场级控制的控制策略不仅可以满足国标要求，还可以改善风电场的并网特性，提尚风电场并网的稳定性。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出了一种风电场输出功率控制系统，该系统可以使风电场“感受”到电网频率的变化，不需要在每一台风力发电机组增加额外的调频控制模块；在考虑有功功率输出和机组容量的前提下，充分利用每一台风力发电机组变流器的容量，减少无功补偿设备的投资。风电场输出功率控制系统包括多个单台风机控制器、风电场控制器以及调度系统，风电场控制器包括微处理器、并网点频率检测模块、并网点电压检测模块、风电场控制方式决策模块、风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块、电源模块以及通信模块；风电场控制器分别与多个单台风机控制器、调度系统连接；所述风电场控制器用于对接入网侧电气信息和风机电气信息进行综合计算分析，按照给定的频率/有功下垂控制给出风电场总有功功率的参考值，补偿电网频率的变化，按照给定的电压/无功下垂给出风电场总无功功率的参考值，支持电网电压，并通过所述多个单台风机控制器发送有功出力指令和无功出力指令至各台风机；所述微处理器分别与所述电源模块、并网点频率检测模块、并网点电压检测模块、风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块、通信模块连接；所述微处理器用于分析处理所述并网点频率检测模块、并网点电压检测模块及通信模块提供的信息，将处理后的信息通过所述通信模块上送至所述调度模块，所述通信模块用于为所述风电场控制器提供通信接口。并网点频率检测模块、并网点电压检测模块分别与并网点连接。风电场控制器还包括无功补偿设备无功分配策略模块，风机和集中式无功补偿设备分别与并网点连接，无功补偿设备无功分配策略模块与集中式无功补偿设备连接。微处理器、并网点频率检测模块和并网点电压检测模块分别与风电场控制方式决策模块连接。风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块以及无功补偿设备无功分配策略模块分别与风电场控制方式决策模块连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果:(I)通过有功/频率下垂控制，本技术可以使风电场“感受”到电网频率的变化，不需要在每一台风力发电机组增加额外的调频控制模块。(2)本技术在考虑有功功率输出和机组容量的前提下，充分利用每一台风力发电机组变流器的容量，减少无功补偿设备的投资。(3)使每台风力发电机可以根据实时有功出力补偿电网电压的变化，同时不影响风电机组的正常运行，实现了有功/无功功率的协调控制。(4)本技术实现了风电场有功/无功功率的闭环控制，控制性能高，稳定性好。(5)本技术策略实用性强，易于工程实现，不需要增加额外的辅助设备。(6)本技术有助于改善风电机组的并网特性，使风电更好的支撑电网运行。【附图说明】图1为风电场控制框图；图2为风电场频率有功下垂控制曲线；图3为风电场电压无功下垂控制曲线；图4为风电场输出功率控制系统框图【具体实施方式】下面结合附图对本技术的【具体实施方式】做进一步的详细说明。风电场输出功率控制系统包括多个单台风机控制器、风电场控制器以及调度系统，风电场控制器包括微处理器、并网点频率检测模块、并网点电压检测模块、风电场控制方式决策模块、风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块、电源模块以及通信模块；风电场控制器分别与多个单台风机控制器、调度系统连接；所述风电场控制器用于对接入网侧电气信息和风机电气信息进行综合计算分析，按照给定的频率有功下垂控制曲线给出风电场总有功功率的参考值，补偿电网频率的变化，按照给定的电压无功下垂控制曲线给出风电场总无功功率的参考值，支持电网电压，并通过所述多个单台风机控制器发送有功出力指令和无功出力指令至各台风机；所述微处理器分别与所述电源模块、并网点频率检测模块、并网点电压检测模块、风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块、通信模块连接；所述微处理器用于分析处理所述并网点频率检测模块、并网点电压检测模块及通信模块提供的信息，将处理后的信息通过所述通信模块上送至所述调度系统，所述通信模块用于为所述风电场控制器提供通信接口。并网点频率检测模块、并网点电压检测模块分别与并网点连接。风电场控制器还包括无功补偿设备无功分配策略模块，风机和集中式无功补偿设备分别与并网点连接，无功补偿设备无功分配策略模块与集中式无功补偿设备连接。微处理器、并网点频率检测模块和并网点电压检测模块分别与风电场控制方式决策模块连接。风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块以及无功补偿设备无功分配策略模块分别与风电场控制方式决策模块连接。最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的【具体实施方式】进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。【主权项】1.一种风电场输出功率控制系统，该系统包括多个单台风机控制器、风电场控制器以及调度系统，风电场控制器包括微处理器、并网点频率检测模块、并网点电压检测模块、风电场控制方式决策模块、风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块、电源模块以及通信模块；风电场控制器分别与多个单台风机控制器、调度系统连接；所述风电场控制器用于对接入网侧电气信息和风机电气信息进行综合计算分析，按照给定的频率有功下垂控制曲线给出风电场总有功功率的参考值，补偿电网频率的变化，按照给定的电压无功下垂控制曲线给出风电场总无功功率的参考值，支持电网电压，并通过所述多个单台风机控制器发送有功出力指令和无功出力指令至各台风机；所述微处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场输出功率控制系统，该系统包括多个单台风机控制器、风电场控制器以及调度系统，风电场控制器包括微处理器、并网点频率检测模块、并网点电压检测模块、风电场控制方式决策模块、风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块、电源模块以及通信模块；风电场控制器分别与多个单台风机控制器、调度系统连接；所述风电场控制器用于对接入网侧电气信息和风机电气信息进行综合计算分析，按照给定的频率有功下垂控制曲线给出风电场总有功功率的参考值，补偿电网频率的变化，按照给定的电压无功下垂控制曲线给出风电场总无功功率的参考值，支持电网电压，并通过所述多个单台风机控制器发送有功出力指令和无功出力指令至各台风机；所述微处理器分别与所述电源模块、并网点频率检测模块、并网点电压检测模块、风机有功分配确定模块、风机无功分配确定模块、通信模块连接；所述微处理器用于分析处理所述并网点频率检测模块、并网点电压检测模块及通信模块提供的信息，将处理后的信息通过所述通信模块上送至所述调度系统，所述通信模块用于为所述风电场控制器提供通信接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范征，
申请(专利权)人：范征，
类型：新型
国别省市：北京;11