一种风机控制方法、系统、终端及可读存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种风机控制方法、系统、终端及可读存储介质，其中，该方法包括如下步骤：采集整个风电场输送到电网的当前时刻系统参数、每一台风机的当前时刻工作状态信息以及系统额定频率；根据当前时刻系统参数、当前时刻工作状态信息以及系统额定频率输出每一台风机下一时刻的风机出力值；根据风机出力值输出每一台风机下一时刻的功率输出值；根据功率输出值控制每一台风机下一时刻的工作状态。这种控制方法当系统频率发生变化时，根据每一台风机的工作状态信息确定每一台风机的最优出力值及最优功率输出，使每一台风机均可参与系统的调节，以满足系统的一次调频，保证整个系统的稳定性，提高了风机控制的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种风机控制方法、系统、终端及可读存储介质
本专利技术涉及柔性直流输电
，具体涉及一种风机控制方法、系统、终端及可读存储介质。
技术介绍
风电发展初期，由于规模较小，对其的研究主要集中于单台风电机组的建模及对单机模型的降阶处理上。随着风电机组类型的增加和风电场规模的不断扩大，对整个风电场进行建模引起了人们的关注。大型风电场的建模思路分为两类，一类是采用详细模型，另一类是采用等值模型。详细模型将风电场视为多台小容量的发电机、升压变压器和大量的连接线路加入到电力系统中，进行详细建模，这是一个高阶的数学模型，不仅增大了电力系统的阶数，也增加了潮流计算的时间，尤其是时域仿真所需的时间，同时，也会引起许多严重的问题，如模型的有效性、数据的修正等问题。基于此，等值模型被提出以描述大型风电场的各种动态行为，该模型从整个风电场对电网的影响出发，将风电场看作一个整体进行研究。目前风电场的模型，从风机建模上按照应用场景及功能划分为风速-风功率关系建模、稳态潮流计算模型、动态模型和暂态模型等。大量风电接入系统时，电力系统的控制便变得越来越重要。大型风电场动态模型主要用于风速波动或电网故障情况下对风电场动态行为的研究，同时也可用于风电场对电网动态稳态影响的研究。风电场动态模型主要采用简化的等值模型，分为单机等值法和多机等值法。单机等值法中最常用的方法是将风电场所有发电机等值为一台，取单台机组机械功率之和作为等值发电机的机械功率输入，侧重于参数优化的研究，通过运用诸如最小二乘法、遗传算法、单纯形法等优化算法确定等值风力机的参数或控制参数，以精确模拟风电场整体动态过程。多机等值法主要对风电场内的风电机群进行聚类划分，其思想源于电力系统动态等值中的同调等值法。同调等值法中，根据动态过程中发电机功角的不同对机群进行划分。而风电机组不存在所谓的功角，因此该类研究主要通过定义风电机组的聚类指标，根据指标值的差异对风电机组进行聚类划分，每一类风电机组即可等值为一台风力机。多机等值中最常用的方法是依据风速、排列位置、尾流效应或机械暂态数学模型方程组的特征根等指标，对风机进行分类聚合。这些方法物理概念明确，但均存在自身的局限性，如依据风机排列位置建模时，往往将同排风机等效为一台风力机，而实际风电场中，即使同排风机也可能存在较大的风速差异；依据特征根为分群依据，等值模型往往只适用于小干扰分析；这些均导致风机控制的精确度低。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的风机控制不够精确的缺陷。为此，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术第一方面，提供一种风机控制方法，包括如下步骤：采集整个风电场输送到电网的当前时刻系统参数、所述风电场中每一台风机的当前时刻工作状态信息以及系统额定频率；根据所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输出所述每一台风机下一时刻的风机出力值；根据所述每一台风机下一时刻的风机出力值输出所述每一台风机下一时刻的功率输出值；根据所述每一台风机下一时刻的功率输出值控制所述每一台风机下一时刻的工作状态。可选地，所述系统参数包括系统功率输出值和系统频率输出值。可选地，所述工作状态信息包括风机转子角速度、风机最终角速度、桨距角速度、风速的线速度以及叶尖速比。可选地，根据最大功率跟踪算法控制所述每一台风机下一时刻的工作状态，所述下一时刻的工作状态为最大功率跟踪算法下的风机最优输出功率状态。可选地，根据所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输出所述每一台风机下一时刻的风机出力值的步骤中，包括：建立所述整个风电场的风电场模型；将所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输入所述风电场模型中进行处理，得到所述每一台风机下一时刻的风机出力值。可选地，通过使如下目标函数获取最优值获得所述下一时刻的风机出力值，继而确定风机最优功率输出，ui(k+1)＝f[gmin|yi(k+1)-y*|，ui(k)]其中，ui(k+1)为第i台风机下一时刻的风机出力值；ui(k)为第i台风机当前时刻的风机出力值；yi(k+1)为第i台风机下一时刻的系统频率；y*为系统额定频率。可选地，根据所述每一台风机下一时刻的风机出力值输出所述每一台风机下一时刻的功率输出值的步骤中，包括：建立所述每一台风机的暂态模型；将所述下一时刻风机出力值输入所述暂态模型中进行处理，得到所述每一台风机下一时刻的功率输出值。可选地，通过如下公式获得所述暂态模型，其中，i为第i台风机；Jr为风机电机转动惯量；Jg为风机叶轮转动惯量；Pa，i为当前时刻第i台风机的风机功率；ωr，i为当前时刻第i台风机的风机转子速度；ωg，i为当前时刻第i台风机的最终风机角速度；为下一时刻第i台风机的风机转子速度；为下一时刻第i台风机的最终风机角速度；μ为风机模型PI控制器的积分系数；k为风机模型PI控制器的比例系数；θd，i为当前时刻第i台风机的桨距角速度；为下一时刻第i台风机的桨距角速度；ρ为空气密度；R为风机叶片半径；vi为当前时刻第i台风机的风速的线速度；为当前时刻第i台风机的风能利用率，即为叶尖速比和桨距角的函数。本专利技术第二方面，提供一种风机控制系统，包括：第一获取模块，用于采集整个风电场输送到电网的当前时刻系统参数、所述风电场中每一台风机的当前时刻工作状态信息以及系统额定频率；第一处理模块，用于根据所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输出所述每一台风机下一时刻的风机出力值；第二处理模块，用于根据所述每一台风机下一时刻的风机出力值输出所述每一台风机下一时刻的功率输出值；第三处理模块，用于根据所述每一台风机下一时刻的功率输出值控制所述每一台风机下一时刻的工作状态。可选地，所述第一处理模块包括：第一处理单元，用于建立所述整个风电场的风电场模型；第二处理单元，用于将所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输入所述风电场模型中进行处理，得到所述每一台风机下一时刻的风机出力值。可选地，所述第二处理模块包括：第三处理单元，用于建立所述每一台风机的暂态模型；第四处理单元，用于将所述下一时刻风机出力值输入所述暂态模型中进行处理，得到所述每一台风机下一时刻的功率输出值。本专利技术第三方面，提供一种终端，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行本专利技术第一方面任一所述的方法。本专利技术第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现本专利技术第一方面任一所述方法的步骤。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术提供了一种风机控制方法、系统、终端及可读存储介质，其中，该方法包括如下步骤：采集整个风电场输送到电网的当前时刻系统参数、所述风电场中每一台风机的当前时刻工作状态信息以及系统额定频率；根据所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输出所述每一台风机下一时刻的风机出力值；根据所述每一台风机下一时刻的风机出力值输出所述每一台风机下一时刻的功率输出值；根据所述每一台风机下一时刻的功率输出值控制所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：采集整个风电场输送到电网的当前时刻系统参数、所述风电场中每一台风机的当前时刻工作状态信息以及系统额定频率；根据所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输出所述每一台风机下一时刻的风机出力值；根据所述每一台风机下一时刻的风机出力值输出所述每一台风机下一时刻的功率输出值；根据所述每一台风机下一时刻的功率输出值控制所述每一台风机下一时刻的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种风机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：采集整个风电场输送到电网的当前时刻系统参数、所述风电场中每一台风机的当前时刻工作状态信息以及系统额定频率；根据所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输出所述每一台风机下一时刻的风机出力值；根据所述每一台风机下一时刻的风机出力值输出所述每一台风机下一时刻的功率输出值；根据所述每一台风机下一时刻的功率输出值控制所述每一台风机下一时刻的工作状态。2.根据权利要求1所述的风机控制方法，其特征在于，所述系统参数包括系统功率输出值和系统频率输出值。3.根据权利要求1所述的风机控制方法，其特征在于，所述工作状态信息包括风机转子角速度、风机最终角速度、桨距角速度、风速的线速度以及叶尖速比。4.根据权利要求1所述的风机控制方法，其特征在于，根据最大功率跟踪算法控制所述每一台风机下一时刻的工作状态，所述下一时刻的工作状态为最大功率跟踪算法下的风机最优输出功率状态。5.根据权利要求1-4任一所述的风机控制方法，其特征在于，根据所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输出所述每一台风机下一时刻的风机出力值的步骤中，包括：建立所述整个风电场的风电场模型；将所述当前时刻系统参数、所述当前时刻工作状态信息以及所述系统额定频率输入所述风电场模型中进行处理，得到所述每一台风机下一时刻的风机出力值。6.根据权利要求5所述的风机控制方法，其特征在于，通过使如下目标函数获取最优值获得所述下一时刻的风机出力值，继而确定风机最优功率输出，ui(k+1)＝f[gmin|yi(k+1)-y*|，ui(k)]其中，ui(k+1)为第i台风机下一时刻的风机出力值；ui(k)为第i台风机当前时刻的风机出力值；yi(k+1)为第i台风机下一时刻的系统频率；y*为系统额定频率。7.根据权利要求1-6任一所述的风机控制方法，其特征在于，根据所述每一台风机下一时刻的风机出力值输出所述每一台风机下一时刻的功率输出值的步骤中，包括：建立所述每一台风机的暂态模型；将所述下一时刻风机出力值输入所述暂态模型中进行处理，得到所述每一台风机下一时刻的功率输出值。8.根据权利要求7所述的风机控制方法，其特征在于，通过如下公式获得所述暂态模型，

【专利技术属性】
技术研发人员：党青，李强，吕铮，宗文志，冯静波，邓卫华，胡榕，季兰兰，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11