[发明专利]基于功率预测信息的风电场有功优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于优化风电场内有功控制的方法，属于新能源发电技术中的风力发电控制技术领域。

背景技术

为了应对大规模风电接入给电网有功调度和安全稳定运行带来的巨大压力和新的挑战，国家电网公司制定了《风电场接入电网技术规定》和《风电调度运行管理规范》等规范风电并网运行的技术标准，并明确要求，风电场应具备有功功率调节能力，能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。

近年，随着对风力发电技术认识的不断加深，各方面对风电功率预测的要求日益提高，从技术实现的角度而言，超短期风电功率预测已经能够实现每2.5min预报一次。2011年，国家电网公司颁布了《风电功率预测系统功能规范》，规定超短期风电功率预测能够预测未来0h～4h的风电输出功率，时间分辨率不小于15min。而常规系统现有的预调度周期一般约为30min，在线调度周期一般约为5min。

目前国内风电场风力发电机有功控制策略尚不完善，导致风能利用系数低，风电输出电能质量差。对于有功控制系统的风电场，当电网下达有功需求至风电场时，场内通过变比例分配算法来实现有功调度指令分配，即根据实时风速预测机组最大输出功率，并按照最大输出功率比例进行分配。但该算法未考虑风速随机性和波动性的影响，当风速波动过大时，风电机组将不停的转换工作状态，导致机组控制难度增加，控制次数增多，给机组的维护和运行寿命带来不可小视的负面影响。

超短期风电功率预测周期和常规系统现有调度周期在时间尺度的匹配为基于功率预测信息优化的风电有功调度提供了条件。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是风电场内有功调度指令分配问题，提供一种能够利用风功率预测信息进行风电场内有功调度指令优化分配的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于功率预测信息的风电场有功优化控制方法，它包括如下步骤：

(1)根据电网在线调度周期T设定风电功率预测周期T_P、风电场内指令下发周期T_W，其中，T_P≤T_W≤T；如果电网在线调度指令大于等于调度时刻风电场预测风电功率，则风电场内所有机组采用最大功率追踪控制；如果电网在线调度指令小于调度时刻风电场预测风电功率，则采用下述步骤(2)～步骤(5)的优化调度方法分配有功指令至各台机组；其中，电网在线调度周期T、风电功率预测周期T_P、风电场内指令下发周期T_W的单位是分钟；

(2)读取各风机当前发出的有功功率P_n，n是机组的编号；以读取有功功率P_n的时间点为初始时间点，进行超短期风功率预测，预测未来4小时内机组有功出力；读取机组第m个风电功率预测周期对应时间点的预测输出功率P_Pm，并分别读取第m-2、m-1、m+1、m+2四个风电功率预测周期对应时间点的预测输出功率；根据m点、m-2点、m-1点、m+1点、m+2点的有功出力预测值计算用于判断风机出力趋势的参数P′_Pm：

P′Pm=15Σi=15PP(m+3-i)]]>公式(1)

其中，m表示风电功率预测周期的个数，m为整数，且m≥3；

(3)根据预测点m与当前间隔时间确定表示参数P′_Pm和当前有功功率P_n的相关系数η_m，确定方法为：