[发明专利]一种风电并网功率调度方法及装置

说明书

本发明提供了一种风电并网功率调度方法及装置，基于风机发电功率预测模型，利用预测风速数据，计算风机最大发电功率预估值；根据风机最大发电功率预估值，并结合电网的电力需求，给出风机目标并网功率；根据风速数据，基于发电功率预测模型，得到预测输出功率最接近风机目标并网功率时的最佳匹配电网功率及叶片桨距角最佳值和机舱与风向偏角最佳值；根据预测风向数据，以及叶片桨距角最佳值和机舱与风向偏角最佳值，调整叶片桨距角和机舱与风向偏角，实现风机发电功率与电网需求的匹配。本发明能够解决风机发电量与电网需求间匹配度差而导致的电网质量差及影响风机运行安全的技术问题。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种基于风机功率预测的风电并网功率调度方法及装置。

背景技术

风能作为一种全球总量达到1300亿千瓦的清洁能源，其应用历史可以追朔至公元前，受限于以前的技术水平，对其的有效利用在20世纪以前一直进展缓慢。1973年的石化能源危机对新能源的广泛应用产生了较大的促进作用，风能作为新能源的一种也开启了新的发展历程。低碳环保和石化资源的匮乏两重压力促使清洁能源的应用发展日渐迅猛，在清洁能源中占比较大的风能发电也取得了长足的进步。新世纪以来，风机装机量一直保持大幅增长，截至2017年底，我国风电并网总量已经达到2亿千瓦，只占总风能装机发电量的不到10％，对于风电的有效利用率还有待进一步提升。由于风机发电受到的影响因素众多，风能本身受季节性、风能持续性影响而稳定性不足，同时风场一般地处偏远地区，其产品的生产场景与应用场景距离较远，使得风电的利用不能脱离国家电网的输送。而电网电能需要做到供需平衡，风电的不稳定特性进一步提升了风电的并网难度。风电并网过程中，由于风机发电量受环境因素影响，风机发电量与电网需求间存在一定的错配，如果两者间不能较好地协调，一方面导致电网质量差，另一方面也会影响风机的运行安全。统计数据显示2017年中国总的弃用风电为419亿千瓦时，这部分电量的总经济价值百亿以上，如何最大化进行风电并网面临的挑战空前。因此，如何提升风电接入电网的效率，对风机发电功率进行提前调整以匹配电网的供电需求，提升风电的利用率，就成为解决风电大量丢失的核心问题。目前，已经广泛应用的对风机发电功率进行的预测方法有很多，譬如：1995年J.Kennedy提出的粒子群(PSO)优化算法，以及神经网络和支持向量机算法(SVM)等。

经检索，在现有技术中，主要有以下技术方案与本发明申请相关：

现有技术1为许继集团有限公司、许昌许继风电科技有限公司于2018年05月30日申请，并于2018年09月28日公开，公开号为CN108599275A的中国发明申请《一种风电场风机功率分配控制方法及装置》。该发明申请公开了一种风电场风机功率分配控制方法及装置，该方法首先采集风电场中各可控风机当前控制周期的实际功率输出值，并求和，得到可控风机的总实际输出功率值；从并网点采集风电场当前控制周期的总实际输出功率值，并与所述可控风机的总实际输出功率值作差，得到不可测发电/用电设备的功率预测值；然后获取当前控制周期的调度指令值，并与所述不可测发电/用电设备的功率预测值作差，得到差值；将得到的差值分配给每台可控风机，得到每台可控风机的功率指令值，并下发给对应的可控风机以对可控风机进行控制。

现有技术2为北京金风科创风电设备有限公司于2016年12月12日申请，并于2018年10月02日公开，公开号为CN108616140A的中国发明申请《用于风电场的控制方法、装置和风力发电系统》。该发明申请公开了一种用于风电场的控制方法、装置和风力发电系统。该方法包括：检测风电场的并网点的电压和电流，并计算并网点的无功功率；接收电网调度信号，并基于电网调度信号计算风电场的理想无功功率；计算理想无功功率和无功功率的无功功率差值；监测风力发电机组的当前风速信息和风力发电机组的运行信息，获取风力发电机组的出力裕度；根据无功功率差值和出力裕度，为风力发电机组分配需提供或吸收的无功功率，并向风力发电机组发送用于指示风力发电机组产生所分配的无功功率的指令。