基於功率預測信息的風電場有功優化控制方法
2023-04-30 12:24:01 1
專利名稱：基於功率預測信息的風電場有功優化控制方法
技術領域：
本發明涉及一種用於優化風電場內有功控制的方法，屬於新能源發電技術中的風力發電控制技術領域。
背景技術：
為了應對大規模風電接入給電網有功調度和安全穩定運行帶來的巨大壓力和新的挑戰，國家電網公司制定了《風電場接入電網技術規定》和《風電調度運行管理規範》等規範風電併網運行的技術標準，並明確要求，風電場應具備有功功率調節能力，能根據電網調度部門指令控制其有功功率輸出。近年，隨著對風力發電技術認識的不斷加深，各方面對風電功率預測的要求日益提高，從技術實現的角度而言，超短期風電功率預測已經能夠實現每2. 5min預報一次。 2011年，國家電網公司頒布了《風電功率預測系統功能規範》，規定超短期風電功率預測能夠預測未來Oh 4h的風電輸出功率，時間解析度不小於15min。而常規系統現有的預調度周期一般約為30min,在線調度周期一般約為5min。目前國內風電場風力發電機有功控制策略尚不完善，導致風能利用係數低，風電輸出電能質量差。對於有功控制系統的風電場，當電網下達有功需求至風電場時，場內通過變比例分配算法來實現有功調度指令分配，即根據實時風速預測機組最大輸出功率，並按照最大輸出功率比例進行分配。但該算法未考慮風速隨機性和波動性的影響，當風速波動過大時，風電機組將不停的轉換工作狀態，導致機組控制難度增加，控制次數增多，給機組的維護和運行壽命帶來不可小視的負面影響。超短期風電功率預測周期和常規系統現有調度周期在時間尺度的匹配為基於功率預測信息優化的風電有功調度提供了條件。
發明內容
發明目的本發明所要解決的技術問題是風電場內有功調度指令分配問題，提供一種能夠利用風功率預測信息進行風電場內有功調度指令優化分配的方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案如下一種基於功率預測信息的風電場有功優化控制方法，它包括如下步驟(I)根據電網在線調度周期T設定風電功率預測周期TP、風電場內指令下發周期 Tw，其中，Tp彡TwST;如果電網在線調度指令大於等於調度時刻風電場預測風電功率，則風電場內所有機組採用最大功率追蹤控制；如果電網在線調度指令小於調度時刻風電場預測風電功率，則採用下述步驟(2) 步驟(5)的優化調度方法分配有功指令至各臺機組；其中，電網在線調度周期Τ、風電功率預測周期ΤΡ、風電場內指令下發周期Tw的單位是分鐘；(2)讀取各風機當前發出的有功功率Ρη，η是機組的編號；以讀取有功功率Pn的時間點為初始時間點，進行超短期風功率預測，預測未來4小時內機組有功出力；讀取機組第 m個風電功率預測周期對應時間點的預測輸出功率PPm，並分別讀取第m-2、m-1、m+1、m+2四個風電功率預測周期對應時間點的預測輸出功率；根據m點、m-2點、m-1點、m+1點、m+2點的有功出力預測值計算用於判斷風機出力趨勢的參數P Pffl
權利要求
1.一種基於功率預測信息的風電場有功優化控制方法，其特徵在於，它包括如下步驟(1)根據電網在線調度周期T設定風電功率預測周期TP、風電場內指令下發周期Tw，其中，K TwS T ;如果電網在線調度指令大於等於調度時刻風電場預測風電功率，則風電場內所有機組採用最大功率追蹤控制；如果電網在線調度指令小於調度時刻風電場預測風電功率，則採用下述步驟(2) 步驟(5)的優化調度方法分配有功指令至各臺機組；其中，電網在線調度周期Τ、風電功率預測周期ΤΡ、風電場內指令下發周期Tw的單位是分鐘；(2)讀取各風機當前發出的有功功率Ρη，η是機組的編號；以讀取有功功率時間點為初始時間點，進行超短期風功率預測，預測未來4小時內機組有功出力；讀取機組第m個風電功率預測周期對應時間點的預測輸出功率Prii，並分別讀取第m-2、 m-Um+Um+2四個風電功率預測周期對應時間點的預測輸出功率；根據m點、m-2點、m-1點、m+1點、m+2點的有功出力預測值計算用於判斷風機出力趨勢的參數P' pm
2.根據權利要求I所述的基於功率預測信息的風電場有功優化控制方法，其特徵是 步驟⑵、(3)、⑷中，選取的三個預測點m、2m、3m分別對應60分鐘、120分鐘和180分鐘的預測點，對應的相關係數分別為1、0. 5,0. 2。
全文摘要
本發明提出了一種基於功率預測信息的風電場有功優化控制方法，該方法基於超短期風電功率預測，考慮風電場運行的各種限制，以平滑各機組的出力並減少機組控制系統的動作次數為目標，採用優化算法，使得各機組輸出功率變化最優。與現有風電場常用的變比例分配算法相比，採用本方法能夠減少風電機組出力大幅度波動次數，減少量最高可達100%，從而減少了風電場的總調節次數，既有助於降低風電場維護成本，也有益於減小功率調節對風電機組的使用壽命的影響。
文檔編號H02J3/38GK102606395SQ20121007367
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者湯奕, 王 琦, 謝楊 申請人:東南大學