[发明专利]一种风电场限电控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统风力发电技术领域，尤其涉及一种风电场限电控 制方法。

背景技术

风电具有间歇性、波动性和随机性，不能提供稳定的发电功率，其并 网发电给电网的安全稳定运行带来了一定的冲击和挑战。为了保证电 网的安全稳定，调度人员往往需要在运行控制中留有较大的安全裕度 。然而，随着风电大规模的集中开发并网，仅仅通过电网调节将愈加 困难。此外，国家电网公司发布的《风电场接入电网技术规定》指出 ：“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。”因此，如何主动对风电场的有功出力进行控制， 改变现有风电场类似负荷的工作模式，优化利用风能资源，促进我国 电网风电接纳能力的提高，是电网和风电场调度人员都十分关心的课 题。

其中，风电场限电控制是当前风力发电的主要问题。风电场限电控制 一般是通过启停风电机组或者风机控制系统的调节来实现的。由于风 电机组为机械设备，频繁启停风电机组对风电机组寿命影响非常大， 不仅增加了风电机组的磨损及运行费用，而且受技术水平限制， 风电场的调节响应速率也有一定的限制。相比较而言，通过调节风电 机组控制系统来进行出力限制使出力在可控范围内，而且能够较快地 响应控制信号。因此，风电场通过风电机组控制系统调节的方式进行 限电控制，有利于达到减小切机数量、避免机组频繁起停和优化风电 场运行的目的。

此外，目前有关风电场的出力控制大多是按容量或出力预测比例分配 ，而很少从电网调度要求以及机组的实时运行状态方面进行考虑，也 没有形成一种完备的风电场层功率自动控制方法。

发明内容

针对背景技术中描述的风电场限电控制一般的方法是通过启停风电机 组或者风机控制系统的调节来实现，因此，对风电机组寿命影响非常 大，还增加了风电机组的磨损及运行费用，而且受技术水平限制，风 电场的调节响应速率也有一定的限制。本发明提出了一种风电场限电 控制方法。

一种风电场限电控制方法，其特征包括下列步骤：

步骤1：设计确定与风电机组控制相关的参量；

步骤2：设计风电机组调节性能指标的计算方案；

步骤3：建立风电场内风电机组限电序列，确定风电场场内风电机组限 电控制时的出力容量分配。

步骤1中，风电机组调节性能参量确定

1）调节容量

定义风电机组调节容量为在不影响运行的前提下风电机组控制系统通 过主动调节能够达到的最大降出力值。

在确定调节容量的过程中，考虑风电机组控制系统转速控制与桨距角 控制在主动限出力控制时效果不一致的问题，本发明基于风机本身运 行曲线进行分析，根据风机转速控制的实际情况，在限出力控制中适 当改变风电机组运行曲线，确定多个转速恒定区段，在实现准确确定 调节容量的同时扩大调节容量范围。

根据风电机组的运行曲线，机组i的调节容量S_i可以表示为

Si=P0-max(P1,P2)---(1)]]>

其中，P₀为控制初始风电机组i输出有功功率值，P₁为通过风电机组控 制系统控制机组i能够达到的理论最小出力值，P₂为风电机组i正常运 行最小允许技术出力值。

2）调节速率

定义风电机组调节速率为反映风电机组运行在额定功率时在一定时间 内响应控制信号的功率变化情况。该指标主要与风电机组桨距角最大 动作速率相关，其值可在机组调试期间试验测定或由机组供应商提供 。