本發(fā)明專利技術(shù)屬于風(fēng)電場功率控制領(lǐng)域，尤其涉及一種控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法及系統(tǒng)。所述方法包括：根據(jù)風(fēng)電機(jī)組中每臺風(fēng)機(jī)在當(dāng)前穩(wěn)定運行時槳距角β的大小，將所述風(fēng)電機(jī)組劃分為多個風(fēng)機(jī)集合；當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行限功率運行時，根據(jù)每個所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率的大小，由大到小調(diào)節(jié)一個或多個所述風(fēng)機(jī)集合的功率，使所述風(fēng)電機(jī)組的總功率不超過總目標(biāo)功率。本發(fā)明專利技術(shù)實施例所提供的方法以風(fēng)機(jī)當(dāng)前穩(wěn)定運行的槳距角為依據(jù)對風(fēng)電機(jī)組運行狀況的不同進(jìn)行分類，然后再評估當(dāng)前風(fēng)速下風(fēng)機(jī)的功率可控變化量，按需求調(diào)度不同的集合，以達(dá)到風(fēng)機(jī)調(diào)度最優(yōu)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于風(fēng)電場功率控制領(lǐng)域，尤其涉及一種控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著國內(nèi)風(fēng)電的快速發(fā)展，風(fēng)電場的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大且分布相對集中，電網(wǎng)難以輸送并消納如此大規(guī)模的風(fēng)電電能，因此要求風(fēng)電場限功率運行，即風(fēng)電場功率不得超過電網(wǎng)調(diào)度下達(dá)的目標(biāo)值，否則將受到懲罰。風(fēng)電場場級控制系統(tǒng)將目標(biāo)功率分配給場內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組去執(zhí)行，各風(fēng)電機(jī)組必須盡可能跟蹤各自的目標(biāo)功率，這樣才可能避免違規(guī)超發(fā)，并實現(xiàn)在限發(fā)條件下盡可能多的發(fā)電。傳統(tǒng)的風(fēng)電機(jī)組一般是按照其風(fēng)速--功率曲線運行，風(fēng)機(jī)只有在額定功率以上才進(jìn)行變槳距控制，因此只有通過啟停機(jī)組控制風(fēng)電場功率，調(diào)節(jié)精度低，對機(jī)組磨損大。而目前新型的風(fēng)電機(jī)組一般都增加了風(fēng)機(jī)限功率發(fā)電功能，即可以設(shè)定風(fēng)電機(jī)組的目標(biāo)功率（通常低于額定功率），此時如果風(fēng)機(jī)所處的風(fēng)況可以高過目標(biāo)功率時，就通過變槳調(diào)節(jié)使功率維持在目標(biāo)功率；如果風(fēng)況不足以達(dá)到目標(biāo)功率，則還按照風(fēng)速--功率曲線運行。這樣一來，根據(jù)風(fēng)電場級目標(biāo)功率設(shè)定各風(fēng)機(jī)的目標(biāo)功率，可以避免出現(xiàn)超發(fā)，而且可以減少機(jī)組的啟停操作。但是，上述現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷：由于風(fēng)電場內(nèi)同時運行的風(fēng)電機(jī)組臺數(shù)眾多，而且每臺風(fēng)機(jī)所處的風(fēng)況條件不同，其可以達(dá)到的功率各異。如何將風(fēng)電場的功率目標(biāo)合理分配各臺風(fēng)機(jī)去完成，是一個十分重要的問題。常見的風(fēng)機(jī)功率分配方法有兩類，一是將風(fēng)電場目標(biāo)功率按照運行機(jī)組數(shù)量平均分配給各機(jī)組去完成。該方法存在的問題是沒有考慮各機(jī)組的風(fēng)況，往往風(fēng)況差的機(jī)組完不成目標(biāo)負(fù)載，而風(fēng)況好的機(jī)組又處于限發(fā)狀態(tài)，浪費了發(fā)電指標(biāo)。第二類是引入了風(fēng)速預(yù)測信息，對風(fēng)機(jī)可發(fā)功率進(jìn)行預(yù)測，以此按比例分配負(fù)荷，即預(yù)期風(fēng)況好的機(jī)組分擔(dān)的負(fù)荷多，風(fēng)況差的機(jī)組分擔(dān)的負(fù)荷少。但是，該方法存在的問題首先是風(fēng)速預(yù)測有誤差，因而對機(jī)組發(fā)電能力估計的有效性難以保證。而且全場風(fēng)機(jī)都參與功率調(diào)節(jié)，長期運行加劇機(jī)組變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磨損程度。中國專利申請（公開號：CN?102493915?A，專利技術(shù)名稱：風(fēng)電場的風(fēng)機(jī)調(diào)用方法及風(fēng)機(jī)調(diào)用系統(tǒng)），利用風(fēng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)，主要包括累計運行時間、本次持續(xù)運行時間、累計待機(jī)時間、本次持續(xù)待機(jī)時間、或停機(jī)時間，以及發(fā)電機(jī)、變槳裝置和變流器的溫度，來確定風(fēng)機(jī)調(diào)用序列，在風(fēng)電場需要升降負(fù)荷時，按照該調(diào)用順序?qū)ο鄳?yīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行操作。但是該方法的主要缺點在于對機(jī)組當(dāng)前的可發(fā)功率沒有有效評估，所以風(fēng)場的實際功率控制效果得不到保證。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實施例提供的一種控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)進(jìn)行限功率運行調(diào)控時，全場風(fēng)機(jī)都參與功率調(diào)節(jié)，長期運行加劇機(jī)組變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磨損程度的問題。本專利技術(shù)實施例中的一種控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法包括：根據(jù)風(fēng)電機(jī)組中每臺風(fēng)機(jī)在當(dāng)前穩(wěn)定運行時槳距角β的大小，將所述風(fēng)電機(jī)組劃分為多個風(fēng)機(jī)集合；當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行限功率運行時，根據(jù)每個所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率的大小，由大到小調(diào)節(jié)一個或多個所述風(fēng)機(jī)集合的功率，使所述風(fēng)電機(jī)組的總功率不超過總目標(biāo)功率。上述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其中，所述風(fēng)機(jī)集合至少包括：高度限功率集合、中度限功率集合以及輕度限功率集合。上述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其中，所述風(fēng)電機(jī)組限功率運行包括：升功率以及降功率；當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行升功率時，所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率由大到小依次為：高度限功率集合、中度限功率集合、輕度限功率集合；當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行降功率時，所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率由大到小依次為：輕度限功率集合、中度限功率集合、高度限功率集合。上述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其中，若15°＜β時，則所述風(fēng)機(jī)屬于高度限功率集合；若5°＜β≤15°時，則所述風(fēng)機(jī)屬于中度限功率集合；若β≤5°時，則所述風(fēng)機(jī)屬于輕度限功率集合。上述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其中，所述方法還包括：按照被調(diào)節(jié)的所述風(fēng)機(jī)集合中每臺風(fēng)機(jī)可變功率的大小，由大到小調(diào)節(jié)一臺或多臺所述風(fēng)機(jī)的功率，使每臺所述風(fēng)機(jī)的目標(biāo)功率之和不超過總目標(biāo)功率。上述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其中，所述可變功率包括：可提升功率和可降低功率；當(dāng)需要進(jìn)行升功率時，按照被調(diào)節(jié)的所述風(fēng)機(jī)集合中每臺風(fēng)機(jī)的所述可提升功率的大小，由大到小調(diào)節(jié)一臺或多臺所述風(fēng)機(jī)的功率；當(dāng)需要進(jìn)行降功率時，按照被調(diào)節(jié)的所述風(fēng)機(jī)集合中每臺風(fēng)機(jī)的所述可降低功率的大小，由大到小調(diào)節(jié)一臺或多臺所述風(fēng)機(jī)的功率。上述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其中，所述可提升功率為每臺風(fēng)機(jī)的最高可變功率與實際功率的差值，所述可降低功率為實際功率與最低可變功率的差值。上述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其中，所述方法還包括：計算所述風(fēng)電機(jī)組的功率偏差ΔPfarm，并判斷所述功率偏差ΔPfarm與所述風(fēng)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)死區(qū)ΔDfarm的大小；所述功率偏差為所述總目標(biāo)功率Pfarm*與所述風(fēng)電機(jī)組的總實際功率Pfarm的差值，所述功率調(diào)節(jié)死區(qū)ΔDfarm為所述功率偏差允許的范圍；其中，ΔDfarm＞0；當(dāng)ΔPfarm＞ΔDfarm時，則所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行升功率；當(dāng)ΔPfarm＜-ΔDfarm時，則所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行降功率。上述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其中，所述方法還包括：進(jìn)行升功率時，當(dāng)滿足：時，則被調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)集合中前m1-1臺所述風(fēng)機(jī)需要提升的功率分別為各自的可提升功率，第m臺風(fēng)機(jī)需要提升的功率為：被調(diào)節(jié)的所述風(fēng)機(jī)集合中其余風(fēng)機(jī)的功率維持不變，其中，ΔPfarm為所述風(fēng)電機(jī)組的功率偏差，ΔPWTiup為第i臺所述風(fēng)機(jī)的可提升功率，PWTm為第m臺所述風(fēng)機(jī)的實際功率；進(jìn)行降功率時，當(dāng)滿足：時，則被調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)集合中前m1-1臺所述風(fēng)機(jī)需要降低的功率分別為各自的可降低功率，第m臺風(fēng)機(jī)需要降低的功率為：PWTm*down=PWTm-|ΔPfarm|-Σi=1m-1ΔPWTidowm,]]>被調(diào)節(jié)的所述風(fēng)機(jī)集合中其余風(fēng)機(jī)的功率維持不變，其中，ΔPWTidown第i臺所述風(fēng)機(jī)的可降低功率。本專利技術(shù)實施例提供的一種控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的系統(tǒng)包括：風(fēng)電機(jī)組以及限功率運行裝置；所述風(fēng)電機(jī)組中包含有若干臺風(fēng)機(jī)；所述限功率運行裝置包括：風(fēng)機(jī)集合劃分單元、選擇單元以及限功率運行單元；所述風(fēng)機(jī)集合劃分單元用于根據(jù)風(fēng)電機(jī)組中每臺風(fēng)機(jī)在當(dāng)前穩(wěn)定運行時槳距角β的大小，將所述風(fēng)電機(jī)組劃分為多個風(fēng)機(jī)集合；所述選擇單元用于當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行限功率運行時，根據(jù)每個所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其特征在于，所述方法包括：根據(jù)風(fēng)電機(jī)組中每臺風(fēng)機(jī)在當(dāng)前穩(wěn)定運行時槳距角β的大小，將所述風(fēng)電機(jī)組劃分為多個風(fēng)機(jī)集合；當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行限功率運行時，根據(jù)每個所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率的大小，由大到小調(diào)節(jié)一個或多個所述風(fēng)機(jī)集合的功率，使所述風(fēng)電機(jī)組的總功率不超過總目標(biāo)功率。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其特征在于，所述方法包括：
根據(jù)風(fēng)電機(jī)組中每臺風(fēng)機(jī)在當(dāng)前穩(wěn)定運行時槳距角β的大小，將所述風(fēng)電機(jī)組劃分為多
個風(fēng)機(jī)集合；
當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行限功率運行時，根據(jù)每個所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率的大小，由大
到小調(diào)節(jié)一個或多個所述風(fēng)機(jī)集合的功率，使所述風(fēng)電機(jī)組的總功率不超過總目標(biāo)功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)集
合至少包括：高度限功率集合、中度限功率集合以及輕度限功率集合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其特征在于，所述風(fēng)電機(jī)
組限功率運行包括：升功率以及降功率；
當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行升功率時，所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率由大到小依次為：高度限功
率集合、中度限功率集合、輕度限功率集合；
當(dāng)所述風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行降功率時，所述風(fēng)機(jī)集合的總可變功率由大到小依次為：輕度限功
率集合、中度限功率集合、高度限功率集合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其特征在于，
若15°＜β時，則所述風(fēng)機(jī)屬于高度限功率集合；
若5°＜β≤15°時，則所述風(fēng)機(jī)屬于中度限功率集合；
若β≤5°時，則所述風(fēng)機(jī)屬于輕度限功率集合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其特征在于，所述方法還
包括：
按照被調(diào)節(jié)的所述風(fēng)機(jī)集合中每臺風(fēng)機(jī)可變功率的大小，由大到小調(diào)節(jié)一臺或多臺所述
風(fēng)機(jī)的功率，使每臺所述風(fēng)機(jī)的目標(biāo)功率之和不超過總目標(biāo)功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其特征在于，所述可變功
率包括：可提升功率和可降低功率；
當(dāng)需要進(jìn)行升功率時，按照被調(diào)節(jié)的所述風(fēng)機(jī)集合中每臺風(fēng)機(jī)的所述可提升功率的大
小，由大到小調(diào)節(jié)一臺或多臺所述風(fēng)機(jī)的功率；
當(dāng)需要進(jìn)行降功率時，按照被調(diào)節(jié)的所述風(fēng)機(jī)集合中每臺風(fēng)機(jī)的所述可降低功率的大
小，由大到小調(diào)節(jié)一臺或多臺所述風(fēng)機(jī)的功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制風(fēng)電機(jī)組限功率運行的方法，其特征在于，
所述可提升功率為每臺風(fēng)機(jī)的最高可變功率與實際功率的差值，所述可降低功率為實際
功率與最低可變功率的差...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖運啟，黃葆華，孫燕平，王凱，
申請(專利權(quán))人：華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，華北電力大學(xué)，國家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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