[发明专利]风电场自动发电控制系统测试平台

说明书

本发明公开了一种风电场自动发电控制系统测试平台，包括风功率预测测试子系统、风电场优化调度子系统、风电场全过程仿真子系统和数据库通讯子系统；其中，风功率预测测试子系统包括数据库模块、风功率预测算法与数据库数据交换端口模块、风功率预测算法设置模块和预测结果显示分析模块，使风功率预测算法模块与该子系统连接后可得到风功率预测测试结果。本仿真平台综合了风功率预测系统、风电场优化调度系统、风电场仿真系统，并加入了限功率控制方法，实现了风电场自动发电控制模拟仿真，可以演示任何工况下各台风机的状态参数和演变过程，同时实时演示每台风机的功率、电流、电压、转速、桨距角、转矩、叶片扭矩等物理量的变化情况。

技术领域

本发明涉及对具有典型风电机组的风电场系统建模和优化控制技术，基于机组级风功率预测和风电场级优化调度方法，模拟风电场场自动发电控制过程，属于能源动力和电气控制交叉的新能源发电领域内容。

背景技术

能源和环境问题已成为当今世界人类面临的首要问题，风能作为可再生能源中最具开发潜力的能源形式，引起了各国政府的高度重视并纷纷加大了对风力发电的投资力度，风电产业在世界范围内迅速发展。

近年来，风电产业的迅速发展，风电场的装机比例大幅增多，风电渗透率不断增加。但由于风能资源的间歇性和不确定性，以及风力发电的反调峰特性，大规模风电并网对电网电能质量造成一定影响。同时，我国电力需求放缓、风电本地消纳不足。以及部分地区配套电网建设与风电建设不协调等原因，使得弃风限电现象严重。根据国家能源局发布的2015风电产业发展情况，2015年风电新增装机容量达3297万千瓦，创历史新高，但平均利用小时数同比下降，弃风限电形势加剧，全年弃风电量339亿千瓦时，平均弃风率达15％，其中内蒙古、甘肃、新疆等地弃风现象尤为严重。

当前，如何提高电网的风电渗透率以及减少弃风是我国风电行业面临的主要问题，解决途径主要从两方面入手：一是要增强电网调峰调频能力；二是要着力于改善风电质量，增强风电的可调性和可控性。国内外不少学者对含风电场的电力系统有功功率控制问题进行了研究，但普遍是以整个风电场或风电场群作为调控对象，在风电场并网运行后电网不干涉风电出力，通过调节常规能源机组、预留旋转备用容量、增加风电场储能设备等方式来平衡风电场的出力波动。这些方法没有考虑到电力系统调峰能力的限制，还会增加额外的经济投入，降低电力系统运行的经济性。未来风电在电力需求中的比重将逐渐增大，因此，必须进一步增强风电场的自动发电控制功能，要求风电场能够像火电、水电一样，能都根据电网调度指令调整场内机组出力，保证整场输出功率维持在给定水平，从根本上提高电网的风电接入能力，推进风电规模化发展的进程。

为了实现风电场自动发电控制，国内外学者对风电场内机组优化调度算法展开了研究，但受制于现场测试费用昂贵、安全性无法保证等原因，本发明通过实验室内搭建的一套以功率预测和风电机组仿真模型为基础的风电场自动发电控制仿真平台，可以直观的观测风电场内机组的运行参数以辅助风电场内机组优化调度算法的开发，减少运行风险和开发周期。

发明内容

发明目的：针对背景技术分析中现有存在的问题和不足，本发明提供一种风电场自动发电控制系统仿真平台构建方法，能够实现实验室内对风电场内机组优化调度算法的验算、风功率预算法有效性的判断和风电场内机组运行状态的模拟。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种风电场自动发电控制系统测试平台，包括：

风功率预测测试子系统，包括数据库模块、风功率预测算法与数据库数据交换端口模块、风功率预测算法设置模块和预测结果显示分析模块，使风功率预测算法模块与该子系统连接后可得到风功率预测测试结果；

风电场优化调度子系统，包括电网调度指令设置模块、风功率预测结果读取模块、优化调度目标函数设置模块、优化算法设置模块和优化结果存储分析模块，使优化调度算法模块能得到仿真结果；