确定代表风力发电机组的方法和装置以及控制方法和装置制造方法及图纸

提供一种确定代表风力发电机组的方法和装置以及控制方法和装置。确定风电场中的代表风力发电机组的方法包括：根据风电场中的风资源信息，确定每个扇区的常在代表机组；根据每个常在代表机组的工况参数，识别每个常在代表机组所在扇区的风况；基于每个扇区的风况，在每个扇区内的风力发电机组中选择预定部件类型的机组部件作为虚拟代表部件；基于每个扇区在不同风况下的虚拟代表部件，构建每个扇区在不同运行模式下的虚拟代表机组。有利于改善风电场的实时控制。电场的实时控制。电场的实时控制。

【技术实现步骤摘要】
确定代表风力发电机组的方法和装置以及控制方法和装置


[0001]本公开涉及风力发电领域，更具体地讲，涉及一种确定代表风力发电机组的方法和装置以及风电场的控制方法和装置。

技术介绍

[0002]随着全球范围内能源危机形势愈发严峻，开发可再生能源已成为世界各国能源发展战略的重大举措。风能因其在全球范围内蕴藏量巨大、可再生、分布广、无污染等特性，使风力发电成为研究较为广泛的一种可再生能源。
[0003]在很多情况下，需要在整个风电场中选出一个或几个具有代表性的风力发电机组，如风电场定制化设计、风电场集群控制器代表风力发电机组的选择以及发电量对比代表风力发电机组选择等情况。因此，代表风力发电机组的确定是否得当至关重要。

技术实现思路

[0004]本公开的示例性实施例的目的在于提供一种确定风电场中的代表风力发电机组的方法和装置以及风电场的控制方法和装置。
[0005]根据本公开示例性实施例的一方面，提供一种确定风电场中的代表风力发电机组的方法，所述方法包括：根据风电场中的风资源信息，确定每个扇区的常在代表机组；根据每个常在代表机组的工况参数，识别每个常在代表机组所在扇区的风况；基于每个扇区的风况，在每个扇区内的风力发电机组中选择预定部件类型的机组部件作为虚拟代表部件；基于每个扇区在不同风况下的虚拟代表部件，构建每个扇区在不同运行模式下的虚拟代表机组。
[0006]根据本公开示例性实施例的另一方面，提供一种风电场的控制方法，所述控制方法包括：根据风电场中的风资源信息，确定每个扇区的常在代表机组；根据每个常在代表机组的工况参数，识别每个常在代表机组所在扇区的运行模式；获取每个扇区在识别的运行模式下的虚拟代表机组的运行参数，其中，所述虚拟代表机组是根据如上所述的确定风电场中的代表风力发电机组的方法而确定的；根据所述运行参数，调整每个扇区的风力发电机组的控制参数；根据调整后的控制参数，控制每个扇区的风力发电机组。
[0007]根据本公开示例性实施例的再一方面，提供一种风电场的控制系统，所述控制系统包括：场级控制器，包括根据本公开的实施例的风电场的控制装置，并且被配置为向每个风力发电机组发送控制指令；单机控制器，分别设置在每个风力发电机组中，并且被配置为根据从所述场级控制器接收的控制指令，控制风力发电机组的运行。
[0008]根据本公开示例性实施例的再一方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的确定风电场中的代表风力发电机组的方法或风电场的控制方法。
[0009]根据本公开示例性实施例的再一方面，提供一种控制器，所述控制器包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的确定
风电场中的代表风力发电机组的方法或风电场的控制方法。
[0010]采用本公开示例性实施例的确定风电场中的代表风力发电机组的方法和装置以及风电场的控制方法和装置、风电场的控制系统、计算机可读存储介质、控制器，可以实现以下技术效果之一：可以基于风电场的运行特征(例如，风电场中的风资源信息和风力发电机组的运行参数)，在风电场中按照预定部件类型选择机组部件来构建虚拟代表机组，建立虚拟代表机组模型数据库；在实时控制过程中，结合常在代表机组和虚拟代表机组，可以准确且快速识别不同风况条件下的风电场运行情况；虚拟代表机组随着风电场运行特征的变化而变化，使得风电场的场群控制实时性得到提高(例如，可控制到秒级以内)同时保证风电场中各个风力发电机组的安全运行。
附图说明
[0011]通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本公开示例性实施例的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚。
[0012]图1示出根据本公开的示例性实施例的确定代表风力发电机组的方法的流程图。
[0013]图2示出根据本公开的示例性实施例的确定代表风力发电机组的方法的另一流程图。
[0014]图3示出根据本公开的示例性实施例的用于确定代表风力发电机组的坐标系示意图。
[0015]图4示出根据本公开的示例性实施例的确定代表风力发电机组的方法的另一流程图。
[0016]图5示出根据本公开的示例性实施例的用于获取风况识别数据的数据流示意图。
[0017]图6示出根据本公开的示例性实施例的确定代表风力发电机组的方法的另一流程图。
[0018]图7示出根据本公开的示例性实施例的风电场的控制方法的流程图。
[0019]图8示出根据本公开的示例性实施例的确定风电场中的代表风力发电机组的装置的框图。
[0020]图9示出根据本公开的示例性实施例的风电场的控制装置的框图。
[0021]图10示出根据本公开的示例性实施例的风电场的控制装置的部分组件的另一框图。
[0022]图11示出根据本公开的示例性实施例的风电场的场群控制示意图。
[0023]图12示出根据本公开的示例性实施例的控制器的框图。
具体实施方式
[0024]随着碳中和的进程加速，越来越多的风电基地被建立起来。相比于传统的集中式风电场，大基地风电场具有以下特点：全场装机容量大(一般在300MW以上)，风电机组装机台数多(一般50台以上)，风电场场区大，从而导致全场的风电机组的运行数据量极其大；另外，由于场区分布广，导致风资源的差异明显，从而使得风电机组的运行性能差异明显；基于全场风电机组运行数据的风电场场群控制(例如，载荷自适应控制、尾流控制等)由于计算量及效率限制难以满足实时控制的需求，故需要在整个风电场中选择一个或多个具有代
表性的风力发电机组，用来表征风电场中各个风力发电机组的运行状态，以此进行风电场的控制。基于此，如何选择代表风力发电机组以及如何基于代表风力发电机组进行实时的风电场控制成为当前的研究热点。
[0025]由于风波动的实时性，在部分风况条件下，尤其是极端风况条件下，传统的代表风力发电机组将难以表征风电场中所有风电机组的运行状态，自然无法用于风电场场区控制的输入来源。因此，在传统的风电场控制中，代表风力发电机组一般仅用于风电场发电量的评估，难以应用于风电场中的全部风电机组的控制；其次，传统的风电场控制一般基于全场风电机组的实时运行数据或历史运行数据，而不会仅将代表风力发电机组的运行数据用作风电场控制的输入来源。
[0026]本公开提出一种确定风电场中的代表风力发电机组的方法和装置以及利用代表风力发电机组进行风电场控制的方法和装置。在本公开的实施例中，可以基于风电场的运行特征(例如，风电场中的风资源信息和风力发电机组的运行参数)，在风电场中按照部件类型选择合适的机组部件来构建虚拟代表机组，随着运行特征的变化，虚拟代表机组也会变化，其中，可通过基于风电场中的风资源信息确定的常在代表机组来识别变化的运行特征；虚拟代表机组的运行参数可用于风电场的场群控制的输入，使得大规模风电场的场群控制实时性得到提高(例如，可控制到秒级以内)；此外，结合常在代表机组和虚拟代表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定风电场中的代表风力发电机组的方法，其特征在于，所述方法包括：根据风电场中的风资源信息，确定每个扇区的常在代表机组；根据每个常在代表机组的工况参数，识别每个常在代表机组所在扇区的风况；基于每个扇区的风况，在每个扇区内的风力发电机组中选择预定部件类型的机组部件作为虚拟代表部件；基于每个扇区在不同风况下的虚拟代表部件，构建每个扇区在不同运行模式下的虚拟代表机组。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于每个扇区的风况，在每个扇区内的风力发电机组中选择预定部件类型的机组部件作为虚拟代表部件，包括：基于每个扇区的风况，确定每个扇区的运行模式；基于每个扇区的运行模式，对每个扇区内的每台风力发电机组进行载荷评估；基于每个扇区的载荷评估结果，在每个扇区内的风力发电机组中选择预定部件类型的机组部件作为虚拟代表部件。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于每个扇区的运行模式，对每个扇区内的每台风力发电机组进行载荷评估，包括：针对每个扇区内的每台风力发电机组，获取预定部件类型的机组部件在对应扇区的运行模式下的载荷分量；针对预定部件类型的机组部件的不同类别的载荷分量，按照载荷分量大小对预定部件类型的机组部件进行载荷排序。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于每个扇区的载荷评估结果，在每个扇区内的风力发电机组中选择预定部件类型的机组部件作为虚拟代表部件，包括：基于每个扇区的载荷排序结果，针对预定部件类型的机组部件的不同类别的载荷分量，选择载荷分量最大的机组部件作为每个扇区对应的虚拟代表部件。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于每个扇区的风况，在每个扇区内的风力发电机组中选择预定部件类型的机组部件作为虚拟代表部件，还包括：基于每个扇区的风资源信息，将每个扇区划分为预定数量的子扇区，针对预定部件类型的机组部件的不同类别的载荷分量，按照载荷分量大小对预定部件类型的机组部件进行载荷排序，包括：针对预定部件类型的机组部件的不同类别的载荷分量，按照载荷分量大小对每个子扇区内的预定部件类型的机组部件进行载荷排序。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于每个扇区的载荷评估结果，在每个扇区内的风力发电机组中选择预定部件类型的机组部件作为虚拟代表部件，包括：基于每个扇区中的子扇区的载荷排序结果，针对预定部件类型的机组部件的不同类别的载荷分量，选择载荷分量最大的机组部件作为每个子扇区对应的虚拟代表部件；基于每个扇区在不同风况下的虚拟代表部件，构建每个扇区在不同运行模式下的虚拟代表机组，包括：基于每个扇区中的每个子扇区在不同风况下的虚拟代表部件，构建每个子扇区在不同运行模式下的虚拟代表机组。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于每个扇区在不同风况下的虚拟代表部件，确定并存储每个扇区在不同运行模式下的虚拟映射关系。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述每个扇区在不同运行模式下的虚拟映射关系包括虚拟代表机组与以下项中的至少一项之间的映射关系：虚拟代表部件所处的扇区、虚拟代表部件所处的风力发电机组、虚拟代表部件对应的运行模式、虚拟代表部件对应的预定部件类型、虚拟代表部件对应的载荷分量类别。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扇区为对风电场的全部初始扇区进行重组后的重组扇区，根据风电场中的风资源信息，确定每个扇区的常在代表机组，包括：根据风电场中的来流风向，确定每个初始扇区的常在代表机组；根据每个初始扇区的常在代表机组和损伤潜力指数，对全部初始扇区进行重组，得到重组扇区，其中，所述损伤潜力指数基于风速、风速的概率密度、风速的湍流强度而确定；根据每个重组扇区的扇区组成信息，确定每个重组扇区的常在代表机组。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据每个初始扇区的常在代表机组和损伤潜力指数，对全部初始扇区进行重组，得到重组扇区，包括：响应于相邻的两个初始扇区的损伤潜力指数之差最小且小于预定指数差值，将所述相邻的两个初始扇区合并为重组扇区；响应于相邻的重组扇区与初始扇区的损伤潜力指数之差最小且小于预定指数差值，将所述相邻的重组扇区与初始扇区合并为重组扇区。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明辉，张鹏飞，康伟欣，
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：