风电场有功可用出力动态计算优化方法及能量管理平台技术

本发明专利技术提供了一种风电场有功可用出力动态计算优化方法及能量管理平台。所述方法包括：实时采集风电场内各个风电机组的实时运行数据；根据实时运行数据定期对风电场各个风电机组更新拟合功率曲线；以及根据各机组功率曲线实时预测风电场有功可用出力，并实时上送至电网有功控制系统，以调整电力调度分配。本发明专利技术提供的风电场有功可用出力动态计算优化方法及能量管理平台提高了实时有功控制过程中风电场有功可用出力的计算精度，改善电网调节质量，避免风电场“假性”限电现象。

【技术实现步骤摘要】
风电场有功可用出力动态计算优化方法及能量管理平台
本专利技术涉及风力发电
，特别是涉及一种风电场有功可用出力动态计算优化方法及能量管理平台。
技术介绍
在“三北”地区风电弃风现象严重的情况下，如何实时准确的给电网调度中心反馈风电场预测的理论功率和可用功率，辅助整个电力系统对其所属区域内风电负荷的管控精度；如何实时准确的给风电运营商反馈真实的风能利用系数，帮助其对风电机组进行客观的评估，是目前电网和风电需要解决的共性问题。对风电场接入电网后的有功调度已有大量的研究、测试和实践应用，引入风电调度实时控制起到良好的效果。在实时控制中，风电场能量管理系统实时上送可用出力预估值，电网有功控制系统根据此值计算和分配风电场有功控制指令回送给风电场能量管理系统，能量管理系统以有功控制指令为目标进行全场调节。风电场上送的有功可用出力预估值如果过高，会导致实际发不到指令值，在该控制周期内占用了系统资源，不利于系统有效的将资源分配给其它风电场，不利于电网调节；如果过低则会引起风电场“假性”限电。而风电场有功出力预估值目前主要根据当前时刻的风速，通过风电机组静态功率曲线或基于历史数据建立的功率曲线模型来计算。这样获取的值偏差一般较大，因为不同风电机组在不同的时间段的实测功率曲线不同，对同一台机组来说，功率曲线随时间也会发生一些迁变，因此采用固定的功率曲线模型来计算获取有功出力预估值弊端明显。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种风电场有功可用出力动态计算优化方法及能量管理平台，从而提高了实时有功控制过程中风电场有功可用出力的计算精度，改善电网调节质量，避免风电场“假性”限电现象。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种风电场有功可用出力动态计算优化方法，所述方法包括：实时采集和处理风电场内各个风电机组的实时运行数据；根据实时运行数据定期对风电场各个风电机组更新拟合功率曲线；以及根据各机组功率曲线实时预测风电场有功可用出力，并实时上送至电网有功控制系统，以调整电力调度分配。在一些实施方式中，实时采集和处理风电场内各个风电机组的运行数据，包括：对风电场每台机组，每隔采集时间间隔获取一次此时采集的机组运行数据；判断每组数据的状态是否符合要求，如果某组数据出现未并网，或处于限功率，或处于故障状态，则舍去该组数据及该组数据前的设定删除数组数的数据；判断数组长度是否达到采集数组长度，即数据采集时长的长度，如果未达到返回数据采集步骤；对每台风电机组，计算数据采集时长的平均值，计入数据采集时长的平均值数组。在一些实施方式中，所述机组运行数据包括：实时风速、实时功率、并网状态、限功率状态和故障状态。在一些实施方式中，实时采集和处理风电场内各个风电机组的运行数据，还包括：对每台风电机组，计算数据采集时长的平均值，计入数据采集时长的平均值数组之后，如果数据采集时长的平均值数组长度未超过设定的平均值数组长度，则返回数据采集步骤；如果超过平均值数组长度，则删除数据第一组数据，返回数据采集步骤。在一些实施方式中，根据实时数据定期对风电场各个风电机组更新拟合功率曲线，包括：判断每台机组数据采集时长的平均值数组长度是否大于平均值数组长度，都未达到则结束；对数据长度足够的每台机组，按照一定的风速间隔划分bin区间；计算每个bin区间的平均功率、平均风速。在一些实施方式中，每个bin区间的平均功率、平均风速根据如下公式计算：其中，ni为第i个bin区间的风电机组总数，Wbin_i为第i个bin区间的风电机组的平均风速，Pbin_i为第i个bin区间的风电机组的平均功率，wj为第j个风电机组的风速，pj为第j个风电机组的功率。在一些实施方式中，根据风电场各机组功率曲线实时预测风电场有功可用出力，并实时上送至电网有功控制系统，以调整电力调度分配，包括：对于风电机组k，读取其实时故障状态和维护状态标志；如果风电机组k不是故障机组，且不是维护机组，获取风电机组k的实时风速，计算风电机组k的理论功率；计算风电场有功可用出力；将风电场有功可用出力上送至电网有功控制系统。在一些实施方式中，计算风电机组k的理论功率，包括：根据如下公式计算理论功率：其中，Pbin_i为第i个bin区间的平均功率，Pbin_i+1为第i+1个bin区间的平均功率，Wbin_i为第i个bin区间的平均风速，Wbin_i+1为第i+1个bin区间的平均风速，wk为风电机组k的风速，P额为风电机组的额定功率，PK为风电机组k的理论功率，W满发为机组达到满发时的风速。在一些实施方式中，还包括：获取电网有功控制系统下发的指令值，并分配给各个风电机组。此外，本专利技术还提供了一种能量管理平台，所述能量管理平台包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据前文所述的风电场有功可用出力动态计算优化方法。采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：提高了实时有功控制过程中风电场有功可用出力的计算精度，改善电网调节质量，避免风电场“假性”限电现象；通过对各个机组不断更新的功率曲线数据，根据功率曲线的变迁趋势，可用于评估风电机组性能。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术提供的风电场有功可用出力动态计算优化方法的流程图；图2是本专利技术提供的风机实时数据更新、处理并存储的流程图；图3是本专利技术提供的拟合每台机组功率曲线的流程图；图4是本专利技术提供的每个控制周期计算可用出力并上送电网有功控制系统的流程图；图5是本专利技术提供的能量管理平台的结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提出在风电场能量管理系统中利用可自动刷新的实测功率曲线计算风电场有功可用出力，即每过一段时间进行一次功率曲线拟合，实现周期性刷新。通过最新实测的功率曲线预估可用出力，提高了实时有功控制过程中风电场有功可用出力的计算精度，改善电网调节质量，避免风电场“假性”限电现象。图1示出了风电场有功可用出力动态计算优化方法的流程图。参见图1，风电场有功可用出力动态计算优化方法包括：S11，实时采集和处理风电场内各个风电机组的实时运行数据。S12，根据实时运行数据定期对风电场各个风电机组更新拟合功率曲线。S13，根据各机组功率曲线实时预测风电场有功可用出力，并实时上送至电网有功控制系统，以调整电力调度分配。风电场能量管理系统获取机组实时运行状态和实时风速，计算可用出力预估值并实时上送电网，电网有功控制系统根据此值计算和分配风电场有功控制指令，然后将指令回送给风电场能量管理系统，能量管理系统以此为目标对各个风电机组进行全场调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电场有功可用出力动态计算优化方法，其特征在于，包括：/n实时采集和处理风电场内各个风电机组的实时运行数据；/n根据实时运行数据定期对风电场各个风电机组更新拟合功率曲线；以及/n根据各机组功率曲线实时预测风电场有功可用出力，并实时上送至电网有功控制系统，以调整电力调度分配。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电场有功可用出力动态计算优化方法，其特征在于，包括：
实时采集和处理风电场内各个风电机组的实时运行数据；
根据实时运行数据定期对风电场各个风电机组更新拟合功率曲线；以及
根据各机组功率曲线实时预测风电场有功可用出力，并实时上送至电网有功控制系统，以调整电力调度分配。


2.根据权利要求1所述的风电场有功可用出力动态计算优化方法，其特征在于，实时采集和处理风电场内各个风电机组的实时运行数据，包括：
对风电场每台机组，每隔采集时间间隔获取一次此时采集的机组运行数据；
判断每组数据的状态是否符合要求，如果某组数据出现未并网，或处于限功率，或处于故障状态，则舍去该组数据及该组数据前的设定删除数组数的数据；
判断数组长度是否达到采集数组长度，即数据采集时长的长度，如果未达到返回数据采集步骤；
对每台风电机组，计算数据采集时长的平均值，计入数据采集时长的平均值数组。


3.根据权利要求2所述的风电场有功可用出力动态计算优化方法，其特征在于，所述机组运行数据包括：实时风速、实时功率、并网状态、限功率状态和故障状态。


4.根据权利要求2所述的风电场有功可用出力动态计算优化方法，其特征在于，实时采集和处理风电场内各个风电机组的实时运行数据，还包括：
对每台风电机组，计算数据采集时长的平均值，计入数据采集时长的平均值数组之后，如果数据采集时长的平均值数组长度未超过设定的平均值数组长度，则返回数据采集步骤；
如果超过平均值数组长度，则删除数据第一组数据，返回数据采集步骤。


5.根据权利要求4所述的风电场有功可用出力动态计算优化方法，其特征在于，根据实时运行数据定期对风电场各个风电机组更新拟合功率曲线，包括：
判断每台机组数据采集时长的平均值数组长度是否大于平均值数组长度，都未达到则结束；
对平均值数组长度足够的每台机组，按照风速间隔0.5m/s为一个风速区间，划分bin区间；
计算每个bin区间的平均功率、平均风速。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁凌，褚景春，高静芳，丁亮，于天笑，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11