基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法技术

本发明专利技术涉及一种基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法，包括：步骤1，将风场内的所有风机分为以下7类步骤2，计算风场需要分配的总的功率值ΔP；步骤3，当ΔP>0时，风力发电机做升功率处理，先采用第5类风电机组进行功率调节，当第5类风力发电机组无法满足升功率需求时，再逐一启动第4类风机进行功率调节，以满足电网调度的需要；当ΔP<0时，风力发电机做降功率处理，在降功率过程中，依次将第5类，第6类和第7类风力发电机组的功率降到机组不停机条件下最小输出功率；若风场所有风机均降到机组不停机条件下最小输出功率时风场输出功率仍大于电网调度设定值，选择风速小的机组依次停机。本发明专利技术能够实现将调度负荷有效的分配给风电机组。

【技术实现步骤摘要】
基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法
本专利技术属于风电机组能量管理
，尤其涉及一种基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法。
技术介绍
由于风具有随机性和不确定性的特点，而且风机的安装位置以及运行状态都不相同，所以每台风力发电机的输出功率也会有很大的差异，这对风电场的有功功率控制带来了一定的困难。不同类型风电机组的励磁特性以及强波动性风电功率的注入将造成接入点以及接入地区电网电压的波动，从而影响电能质量甚至威胁到电网的安全运行。如何利用能量管理平台将调度负荷有效的分配给风电机组，成为痛点问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法，以解决上述技术问题。本专利技术提供了一种基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法，包括：步骤1，将风场内的所有风机分为以下7类，分别为：第1类：通讯丢失风机；第2类：限定风机；第3类：故障风机：第4类：无故障待机风机；第5类：降功率运行风机；第6类：全功率运行风机；第7类：额定功率运行风机；步骤2，通过下式计算风场需要分配的总的功率值ΔP：式中，n1为第1类风机的总台数，Pr为风机的额定功率，P2为第2类风机的总实际输出功率；Pwf为风力发电场实际输出功率；为风场的输出功率评估值；为第6类和第7类因风速变小而被迫降低的功率值；步骤3，根据风场需要分配的总的功率值的大小进行调度负荷分配：当ΔP＞0时，风力发电机做升功率处理，先采用第5类风电机组进行功率调节，当第5类风力发电机组无法满足升功率需求时，再逐一启动第4类风机进行功率调节，以满足电网调度的需要；当ΔP＜0时，风力发电机做降功率处理，在降功率过程中，依次将第5类，第6类和第7类风力发电机组的功率降到机组不停机条件下最小输出功率；若风场所有风机均降到机组不停机条件下最小输出功率时风场输出功率仍大于电网调度设定值，选择风速小的机组依次停机。借由上述方案，通过基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法，能够实现将调度负荷有效的分配给风电机组。上述说明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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。附图说明图1是本专利技术一实施例的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参图1所示，本实施例通过对风力发电场实际情况的分析，根据风电场有功功率增大或者减小的能力是由风力机的当时运行状态、当时的通信状态以及风机功率输出的预测等几方面因素决定的原则将风场内的所有风机分成了以下7类。1.通讯丢失风机。限定风机是指风力发电场内通讯中断，这类风机不受风电场功率控制系统控制。2.限定风机。由于一个风场内常出现配型不同的机组，有些个别机组本身存在一些特殊性或者缺陷，不能参加或者运营商不愿使其参与有功调节的风机。这类风机不受风电场功率控制系统控制。3.故障风机。故障风机是指风力发电场内通讯正常，但是风机本身有故障而无法启机的风机。4.无故障待机风机。这类风机是指风机本身无故障，当接到风机启动指令便可以运行的风机。这类风机在功率分配时可以升功率运行，其上限为根据风机实际运行的风功率曲线以及当前风速预估的风机有功功率输出能力评估值。5.降功率运行风机。这类风机是指风力发电机组的输出功率小于其本身输出能力评估值的风机。这类风机在功率分配时可以升功率也可以降低功率运行。6.全功率运行风机。这类风机是指风力发电机的输出功率未达到额定功率，根据输出功率由风机前端的风速决定。这类风机发电机组在功率分配时只可以降低功率运行。7.额定功率运行的风机。这类风机是指额定风速以上，以额定功率运行的风力发电机组。这类风机在功率分配时只可以降低功率运行。风力发电场有功功率分配的两个关键指标是功率上限输出值和调节速率。风电场有功上限值指调度下达给风电场的输出功率指令，一方面当风电场当前功率大于该指令值，则通过场内闭环有功控制程序降功率运行，使当前有功功率逐步逼近目标值，调节过程中保证调节速率不超出限值；另一方面，当电网调度对风电场解除限功率运行指令及风速突增时，风电场恢复功率的速率也不能超出限值要求。定义Pref为电网调度指定风电场有功功率输出设定值。Pi，j为第i类风机中第j台机组实际输出功率。为第i类风机中第j台机组根据风机的风功率曲线和的风速预测的有功功率评估值。为第i类风机中第j台机组不停机条件下最小输出功率。第i类风机实际输出功率为：式中，ni为第i类风力发电机组的台数。风力发电场实际输出功率为：风场的输出功率评估值为：第4类风机的升功率能力：第5类风机的升功率能力：第5类风机的降功率能力：第6类风机的降功率能力：第7类风机的降功率能力：第6类和第7类因为风速变小而被迫降低的功率值：风场需要分配的总的功率值为式中，n1为第一类风机的总台数，Pr为风机的额定功率，P2为第2类风机的总实际输出功率。当ΔP＞0时，风力发电机将做升功率处理。通过对风力发电机组分类分析，风力发电场内的第4类和第5类风机共同完成升功率任务。第4类风机处于待机状态，输出功率为0，第5类风机处于运行状态，其输出功率小于其本身输出能力评估值，它比第4类风机具有更快的调节速度。所以，当风力发电机需要升功率时，为了避免风力发电机组频繁启停，应先采用第5类风电机组进行功率调节，当第5类风力发电机组无法满足升功率需求时，再逐一启动第4类风机进行功率调节，以满足电网调度的需要。当ΔP＜0时，风力发电机将做降功率处理。风电场的降功率任务主要由第5类，第6类以及第7类风力发电机组担任。由于高风速会让风力发电机组获得较高的输出功率，同时也会让机组承受较大的机械应力，不适于大范围频繁调节功率。因此，在降功率过程中，将依次将第5类，第6类和第7类风力发电机组的功率降到最低值若风场所有风机均降到最低运行值时风场输出功率仍大于电网调度设定值，必须有部分机组停机，为减小机组的启停次数，选择风速小的机组依次停机。各机组的有功功率的调整值根据机组的实时可调容量按比例分配：通过该基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法，能够实现将调度负荷有效的分配给风电机组。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，并不用于限制本专利技术，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法，其特征在于，包括：/n步骤1，将风场内的所有风机分为以下7类，分别为：/n第1类：通讯丢失风机；/n第2类：限定风机；/n第3类：故障风机：/n第4类：无故障待机风机；/n第5类：降功率运行风机；/n第6类：全功率运行风机；/n第7类：额定功率运行风机；/n步骤2，通过下式计算风场需要分配的总的功率值ΔP：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于状态负荷分配的风电机组能量管理方法，其特征在于，包括：
步骤1，将风场内的所有风机分为以下7类，分别为：
第1类：通讯丢失风机；
第2类：限定风机；
第3类：故障风机：
第4类：无故障待机风机；
第5类：降功率运行风机；
第6类：全功率运行风机；
第7类：额定功率运行风机；
步骤2，通过下式计算风场需要分配的总的功率值ΔP：



式中，n1为第1类风机的总台数，Pr为风机的额定功率，P2为第2类风机的总实际输出功率；Pwf为风力发电场实际输出功率；为风场的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹庆才，张礼兴，张真真，张舒翔，冯强，
申请(专利权)人：中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11