一种风电场功率综合分配方法，包括对风电机组实时采集数据，功率分配计算，输出分配调节指令和实施功率微调节。分配值计算采用最小保持机组组合、多目标规划分配、备用机组容量旋转和有功无功功率协调控制的方法计算风电机组功率分配值。功率微调节是在一次功率分配完成时，若风电场监控系统检测到风电机组未达到限定值指标PLim(t)或出现过度调节时进行调节。输出分配调节指令针对分配值计算得到的功率调整值以及功率微调节的设定功率值采取应用等比例输出、验证输出指令和功率微调节三种模式，对风电机组控制系统下达控制调节功率的指令。本发明专利技术通过判断风电机组当前的实际运行状态，利用风电场监控系统对各机组进行实时功率监视和调节。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种风电场控制方法，特别涉及功率分配方法。
技术介绍
目前，随着清洁能源在世界范围内得到快速发展，非化石能源的总量消耗比重不断增加，我国风电产业快速发展。截止2011年底，风电累计装机容量达近6240万千瓦，居世界第一。然而，随着大规模风电并网接入，风力发电容量随之增加，但风电并网技术程度仍很低，对电力系统负荷影响显著，由此风电场运行管理和电网调度运行提上日程。如何根据风力发电的自身特点，建立一种新型风电场功率分配调度方法以适应电网调度要求，保持风电场和电网功率平衡，是当前电力系统安全运行迫切需要解决的问题，也是保证风电场功率输出平稳、提高电能质量的需要。风能是一种随机性、波动性较大的可再生能源。合理地提高风能利用效率，并最大限度地发挥风电机组功率输出效率，目前国内外开展了大量基于电气剖分的硬件设施功率调节策略研究，但多数采用机组停机和调桨方法，这样不仅导致在风速最佳情况下不能充分地利用风资源，而且严重影响了机组的发电运行效率，尤其是在气候比较恶劣时，极易导致机组长时间不运行或频繁操作下的设备元件损坏，造成机组与电网解列、经济效益降低。风电场功率分配与风电机组的有功/无功功率控制、风电场并网出力变化息息相关。国内外对此提出了不少规程，如德国对有功调节速度要求达到每秒10%的机组额定容量而不应引起继电保护动作；有功功率最大恢复速度为每分钟10%的额定有功功率。我国新颁布的风电接入技术规定要求风电场有功功率变化率根据其装机容量有所不同，如容量在30到150丽的风电场的有功功率变化率IOmin不能超过额定容量的1/3，Imin平均上限为额定容量的1/10。这些规程不仅反映了各国风电机组技术和管理水平的不同，而且表明风电不具备常规火电机组的功率调节能力。因此，在电网限功率运行时段内，研究如何协调电网运行并制定合理有效地功率分配方法，连续平滑地控制有功功率和无功功率变化，保持机组在网稳定运行，是目前风电场面临的技术难点之一。我国并网风电机组中，双馈变速恒频风电机组约占60%，恒速风电机组约占30%，其他约占10%，由于部分风电场未配备快速无功补偿装置或控制系统，使得风电机组在不弃风情况下，支持电网调度指令的控制有功/无功功率调节增加了难度。因此，克服风电机组出力的无规律性，实现风电场监控系统与功率分配方法的无缝链接，改善机组运行模式和出力调节控制切换方法等研究成果相对罕见，而对电网稳定和机组正常运行至关重要。目前，在电力系统中针对风电接入的功率分配技术有如下方法中国专利201010518499. 7《一种风力发电场有功功率分配方法》提出了一种风电场有功功率分配方法，该方法根据风场的运行参数、故障、预测功率信息将风电机组划分为故障、降功率输出、低风速区、高风速区和待启五种类型来执行功率分配升降调节，提高了风电机组的可利用率，避免了机组的频繁起停。中国专利201110318857. 4《风电场风电机组有功功率优化分配方法》基于实时测风数据和超短期预测，计算升降功率裕度系数的有功功率分配方法。该方法仅从机组自身运行约束条件出发，实施升降功率。并使场内尽可能多的风电机组参与功率调节，减少了风电机组的调节频度，从一定程度上提高了风电场的经济效益。上述两份专利分别从机组自身运行信息、风电功率预测、启停机组等角度阐述了有功功率的分配及调节技术。然而，由于风力发电可靠性差，导致现有的带功率预测的分配技术受到外部自然条件和内 部故障限制，并不能充分合理地反映实际发电量，并且两份专利仅提及分配计算，如何实施控制没有详尽表述。中国专利201010269035. 7《用于风电场监控系统的风电有功功率自动控制方法》提供一种用于监控系统的风电有功自动控制方法，通过最大出力、计划跟踪和自适应调节三种模式来控制有功功率输出，利用有功最大功率变化率、电网频率信息等条件限制进行容量比例计算分配到每台机组，从而使风电场协调配合接入地区的电网运行，提高了风电场的自动化控制和管理运行水平。随着机组类型增多、功率可调程度存在差异，虽然在中国专利201010269035. 7的策略中减少应用频繁停机来限制风电机组出力的频度，然而单一采用比例模型调节，实际可解释性较差。而且，针对无功功率研究与有功分配类似，但在有功无功协调控制上实施较少。因此，对于风电机组从功率分配计算、调节控制实施到协调常规火电等发电运行控制、监控系统有功和无功功率调节以及功率限制结束的功率恢复调节整个过程，在上述文献中均未深入涉及。
技术实现思路
本专利技术目的是克服目前风电场内监控系统有功和无功功率的协调分配方式的缺陷，以及具体限制调节风电场内风电机组的有功/无功功率输出技术举措的缺点，提出一种结合监控系统对风电机组实施功率分配控制的方法。本专利技术功率综合分配方法遵循以下原则a)满足电网调度中心的限功率运行时间长度要求，并使风电场稳定运行保持在功率限定值的95%-105%指标范围内。b)最大限度地减小风电场内调整机组数目，减少有功功率损耗。本专利技术功率综合分配方法的效果如下a)每台风力发电机组的功率分配值与当前出力值相比，升降调节偏差较小，可以避免与电网解列和停机事故发生。b)与现有的常规分配方式相比，不仅从分配方法上改进优化，而且降低了调整机组次数和分配不公比例。c)防止因功率调节变化过快造成电网电压和频率大幅度波动。本专利技术对组成风电场的多台风电机组的功率进行综合分配，通过各风电场的监控系统与风电机组控制系统的通讯实施控制。当风电场处于限定功率时段时，本专利技术针对不同类型的可控风电机组实施有功和无功功率的协调控制。本专利技术技术方案包括对风电机组实时采集数据，功率分配计算，输出分配调节指令，实施功率微调节等步骤，最终控制机组的运行满足功率限定要求。各步骤的具体内容如下I、所述的对风电机组实时采集数据步骤是通过现场总线或网络技术将实时采集的数据传送至风电场的监控系统中，与风电机组控制系统建立正常通讯。此实时采集数据的过程是监控机组运行状态，以及采用四种计算方法实施分配计算的基础手段，在整个功率综合分配过程提供风电机组的运行参数。2、所述的分配值计算步骤可采用最小保持机组组合、多目标规划分配、备用机组容量旋转和有功无功功率协调控制等四种方法计算风电机组功率分配值，为监控系统向风机控制系统实施功率分配控制时，选择执行输出分配调节指令模式和功率微调节步骤提供了功率的变化目标I)最小保持机组组合分配方法最小保持机组组合分配方法是根据机组的实际运行风况和功率，确立并计算得出参与分配的机组及其功率调整值，它反映了参与功率分配机组由实际运行功率变化到功率限定值时的功率变化值。最小保持机组组合分配方法从机组实际运行的电气原理出发，适用于机组额定输出功率差异较大，参与分配机组数量较少，且风电场内不具备功率预测系统的情况。此方法的步骤如下(a)首先实时采集当前时刻t下的风速WindSem (t)、风向WindXem (t)、每台风电机组的实际运行功率PicOT(t)、统计参与功率调节的风电机组数量Ut)，风电场内正常并网运行的机组数量Ntotal ;计算每台风电机组输出有功功率与最大运行功率的运行效率系数kimax，以及每台风电机组输出有功功率与最小运行功率的运行效率系数kimin kifflin本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种风电场功率综合分配方法，其特征在于，所述的分配方法的步骤包括对风电机组实时采集数据，功率分配计算，输出分配调节指令和实施功率微调节；所述的对风电机组实时采集数据步骤是通过现场总线或网络技术将实时采集的数据传送至风电场的监控系统中，与风电机组控制系统建立正常通讯，监控机组运行状态；所述的分配值计算步骤采用最小保持机组组合、多目标规划分配、备用机组容量旋转和有功无功功率协调控制的方法计算风电机组功率分配值；所述的功率微调节步骤是在一次功率分配完成时，若风电场的监控系统检测到风电机组未达到限定值指标PLim(t)或出现过度调节时进行调节；所述的输出分配调节指令步骤针对分配值计算步骤得到的功率调整值以及功率微调节的设定功率值采取应用等比例输出、验证输出指令和功率微调节三种模式，通过风电场的监控系统对风电机组控制系统下达控制调节功率的指令。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：门艳娇，谷海涛，李海东，赵栋利，赵斌，王朝，
申请(专利权)人：北京科诺伟业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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