风电场的功率控制方法和装置制造方法及图纸

本公开提供一种风电场的功率控制方法和装置。功率控制方法包括：获取风电场的多个风力发电机组的目标部件在目标历史时段的历史等效疲劳载荷；响应于进入限功率周期，获取当前时刻多个风力发电机组的整机疲劳载荷、目标部件的等效疲劳载荷、单位电量付出，单位电量付出是基于等效疲劳载荷和风力发电机组的发电量得到的；根据历史等效疲劳载荷、整机疲劳载荷、等效疲劳载荷、单位电量付出，确定至少一个风力发电机组的调优功率值，使多个风力发电机组的功率值之和小于或等于与限功率周期相对应的限功率值；向至少一个风力发电机组发送控制指令，将至少一个风力发电机组的功率值调整至相应的调优功率值。整至相应的调优功率值。整至相应的调优功率值。

【技术实现步骤摘要】
风电场的功率控制方法和装置


[0001]本公开涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种风电场的功率控制方法和装置。

技术介绍

[0002]由于风电场地形复杂，风资源分布波动性高、预测性差的特点，且某些地区电网输送能力有限，使得风电场限功率运行成为一种常态，需要风电场的整体输出功率值在一段时间内降低。同时，限功率运行下，通过主动调控风电场风力发电机组的出力状态，提高风电质量，可保证风电场发电的平稳与可控，同时减少对风力发电机组的运行和经济效益的负面影响，因而成为行业研究的热点和难点之一。
[0003]目前，正在运行的风电场中常见的做法是，在收到电网限功率指令后，从风电场正在运行的机组中挑选几台停机，使其满足限功率值。在行业研究中，虽然存在简单的比例分配、平均分配和个别机组启停的策略，但风电场的整体经济效益仍有待提高。

技术实现思路

[0004]因此，在限功率指令下合理调节风电场中各风力发电机组的运行功率，对于如何提高风电场的整体经济效益至关重要。
[0005]在一个总的方面，提供一种风电场的功率控制方法，所述功率控制方法包括：获取所述风电场的多个风力发电机组的目标部件在目标历史时段的历史等效疲劳载荷；响应于进入限功率周期，获取当前时刻所述多个风力发电机组的整机疲劳载荷、所述目标部件的等效疲劳载荷、单位电量付出，所述单位电量付出是基于所述等效疲劳载荷和风力发电机组的发电量得到的；根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定至少一个风力发电机组的调优功率值，使所述多个风力发电机组的功率值之和小于或等于与所述限功率周期相对应的限功率值；向所述至少一个风力发电机组发送控制指令，将所述至少一个风力发电机组的功率值调整至相应的所述调优功率值。
[0006]可选地，所述根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定所述至少一个风力发电机组的调优功率值，使所述多个风力发电机组的功率值之和小于或等于所述限功率值，包括：对所述多个风力发电机组按照所述整机疲劳载荷从大到小的顺序，逐个根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定所述调优功率值，直到所述多个风力发电机组的功率值之和小于或等于所述限功率值。
[0007]可选地，在所述根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定至少一个风力发电机组的调优功率值之前，所述功率控制方法还包括：获取所述多个风力发电机组中的目标风力发电机组的预设功率值集合；遍历所述预设功率值集合中的每个预设功率值，根据预设功率值重新确定当前时刻所述目标风力发电机组的所述等效疲劳载荷和所述发电量，并根据所述等效疲劳载荷和所述发电量重新确
定所述单位电量付出。
[0008]可选地，所述根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定至少一个风力发电机组的调优功率值，包括：确定每个预设功率值在当前时刻对应的参考指标，其中，所述参考指标包括所述整机疲劳载荷、所述单位电量付出、已消耗疲劳载荷与所述多个风力发电机组的已消耗疲劳载荷平均值的差值，其中，所述已消耗疲劳载荷是所述历史等效疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷的和值；根据所述参考指标，从所述预设功率值集合中选定一个预设功率值，作为所述调优功率值，所述调优功率值的各项参考指标均小于所述预设功率值集合中的至少部分其他预设功率值的对应参考指标。
[0009]可选地，所述根据所述参考指标，从所述预设功率值集合中选定一个预设功率值，作为所述调优功率值，包括：确定每个预设功率值对应的各项参考指标的指标乘积及指标和值，并确定所述指标乘积与所述指标和值的比值，作为相应预设功率值的综合指标；将所述综合指标最小的所述预设功率值确定为所述调优功率值。
[0010]可选地，所述参考指标还包括所述多个风力发电机组的所述已消耗疲劳载荷的和值。
[0011]可选地，所述预设功率值集合包括自所述目标风力发电机组的满发功率值起逐级减小设定差值得到的多个所述预设功率值，所述预设功率值集合中最小的所述预设功率值大于或等于0。
[0012]可选地，所述历史等效疲劳载荷和所述等效疲劳载荷是将所述多个风力发电机组在对应时间的运行数据输入设定模型得到的，所述设定模型通过机器学习训练得到。
[0013]可选地，所述整机疲劳载荷基于当前时刻的风资源参数得到。
[0014]可选地，所述风资源参数包括多个风速下的湍流强度统计值、所述多个风速的概率密度、所述多个风速对应的多个风向的概率密度，所述整机疲劳载荷通过在风速维度和风向维度对湍流强度统计值做累积得到。
[0015]可选地，所述湍流强度统计值为湍流强度标准差，其中，所述整机疲劳载荷通过以下步骤获取：对每个风力发电机组，确定每个风速下的湍流强度标准差的m次幂、对应风速的概率密度、对应风向的概率密度的乘积，并对全部所述乘积求和，作为参考载荷，其中，m是风力发电机组的材料沃尔系数；确定相应风力发电机组的所述参考载荷的1/m次幂，作为所述整机疲劳载荷。
[0016]可选地，所述限功率指令还包括限功率周期，所述限功率控制方法还包括：在所述限功率周期内，确定所述历史等效疲劳载荷与所述等效疲劳载荷的和值，作为更新的所述历史等效疲劳载荷；重复执行所述获取当前时刻所述多个风力发电机组的整机疲劳载荷、所述目标部件的等效疲劳载荷、单位电量付出的步骤，以更新所述调优功率值。
[0017]在另一个总的方面，提供一种风电场的功率控制装置，所述功率控制装置包括：获取单元，被配置为：获取所述风电场的多个风力发电机组的目标部件在目标历史时段的历史等效疲劳载荷；所述获取单元还被配置为：响应于进入限功率周期，获取当前时刻所述多个风力发电机组的整机疲劳载荷、所述目标部件的等效疲劳载荷、单位电量付出，所述单位电量付出是基于所述等效疲劳载荷和风力发电机组的发电量得到的；确定单元，被配置为：根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，
确定至少一个风力发电机组的调优功率值，使所述多个风力发电机组的功率值之和小于或等于与所述限功率周期相对应的限功率值；控制单元，被配置为：向所述至少一个风力发电机组发送控制指令，将所述至少一个风力发电机组的功率值调整至相应的所述调优功率值。
[0018]可选地，所述确定单元还被配置为：对所述多个风力发电机组按照所述整机疲劳载荷从大到小的顺序，逐个根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定所述调优功率值，直到所述多个风力发电机组的功率值之和小于或等于所述限功率值。
[0019]可选地，所述获取单元还被配置为：获取所述多个风力发电机组中的目标风力发电机组的预设功率值集合；遍历所述预设功率值集合中的每个预设功率值，根据预设功率值重新确定当前时刻所述目标风力发电机组的所述等效疲劳载荷和所述发电量，并根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法包括：获取所述风电场的多个风力发电机组的目标部件在目标历史时段的历史等效疲劳载荷；响应于进入限功率周期，获取当前时刻所述多个风力发电机组的整机疲劳载荷、所述目标部件的等效疲劳载荷、单位电量付出，所述单位电量付出是基于所述等效疲劳载荷和风力发电机组的发电量得到的；根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定至少一个风力发电机组的调优功率值，使所述多个风力发电机组的功率值之和小于或等于与所述限功率周期相对应的限功率值；向所述至少一个风力发电机组发送控制指令，将所述至少一个风力发电机组的功率值调整至相应的所述调优功率值。2.如权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定所述至少一个风力发电机组的调优功率值，使所述多个风力发电机组的功率值之和小于或等于所述限功率值，包括：对所述多个风力发电机组按照所述整机疲劳载荷从大到小的顺序，逐个根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定所述调优功率值，直到所述多个风力发电机组的功率值之和小于或等于所述限功率值。3.如权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，在所述根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定至少一个风力发电机组的调优功率值之前，所述功率控制方法还包括：获取所述多个风力发电机组中的目标风力发电机组的预设功率值集合；遍历所述预设功率值集合中的每个预设功率值，根据预设功率值重新确定当前时刻所述目标风力发电机组的所述等效疲劳载荷和所述发电量，并根据所述等效疲劳载荷和所述发电量重新确定所述单位电量付出。4.如权利要求3所述的功率控制方法，其特征在于，所述根据所述历史等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述单位电量付出，确定至少一个风力发电机组的调优功率值，包括：确定每个预设功率值在当前时刻对应的参考指标，其中，所述参考指标包括所述整机疲劳载荷、所述单位电量付出、已消耗疲劳载荷与所述多个风力发电机组的已消耗疲劳载荷平均值的差值，其中，所述已消耗疲劳载荷是所述历史等效疲劳载荷、所述等效疲劳载荷、所述整机疲劳载荷的和值；根据所述参考指标，从所述预设功率值集合中选定一个预设功率值，作为所述调优功率值，所述调优功率值的各项参考指标均小于所述预设功率值集合中的至少部分其他预设功率值的对应参考指标。5.如权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，所述根据所述参考指标，从所述预设功率值集合中选定一个预设功率值，作为所述调优功率值，包括：确定每个预设功率值对应的各项参考指标的指标乘积及指标和值，并确定所述指标乘积与所述指标和值的比值，作为相应预设功率值的综合指标；将所述综合指标最小的所述预设功率值确定为所述调优功率值。
6.如权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，所述参考指标还包括所述多个风力发电机组的所述已消耗疲劳载荷的和值。7.如权利要求3所述的功率控制方法，其特征在于，所述预设功率值集合包括自所述目标风力发电机组的满发功率值起逐级减小设定差值得到的多个所述预设功率值，所述预设功率值集合中最小的所述预设功率值大于或等于0。8.如权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述历史等效疲劳载荷和所述等效疲劳载荷是将所述多个风力发电机组在对应时间的运行数据输入设定模型得到的，所述设定模型通过机器学习训练得到。9.如权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述整机疲劳载荷基于当前时刻的风资源参数得到。10.如权利要求9所述的功率控制方法，其特征在于，所述风资源参数包括多个风速下的湍流强度统计值、所述多个风速的概率密度、所述多个风速对应的多个风向的概率密度，所述整机疲劳载荷通过在风速维度和风向维度对湍流强度统计值做累积得到。11.如权利要求10所述的功率控制方法，其特征在于，所述湍流强度统计值为湍流强度标准差，其中，所述整机疲劳载荷通过以下步骤获取：对每个风力发电机组，确定每个风速下的湍流强度标准差的m次幂、对应风速的概率密度、对应风向的概率密度的乘积，并对全部所述乘积求和，作为参考载荷，其中，m是风力发电机组的材料沃尔系数；确定相应风力发电机组的所述参考载荷的1/m次幂，作为所述整机疲劳载荷。12.如权利要求1至11中任一项所述的功率控制方法，其特征在于，所述限功率指令还包括限功率周期，所述限功率控制方法还包括：在所述限功率周期内，确定所述历史等效疲劳载荷与所述等效疲劳载荷的和值，作为更新的所述历史等效疲劳载荷；重复执行所述获取当前时刻所述多个风力发电机组的整机疲劳载荷、所述目标部件的等效疲劳载荷、单位电量付出的步骤，以更新所述调优功率值。13.一种风电场的功率控制装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏慧丽，张鹏飞，米玉霞，赵世培，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：