[发明专利]单机功率可调的风力发电场最大有功功率输出控制方法

说明书

本发明公开一种单机功率可调的风力发电场最大有功功率输出控制方法，风电发电场的主控系统接收风场并网设定值，下发并网指令，完成并网；实时检测得到风场并网点的电压和电流的信息，计算并网有功功率，判断并网有功功率和设定值之间的数值关系；通过主控系统传送的运行信息和发电机组额定参数，预估风电机组的最大有功出力裕度，通过多次反馈矫正环节和单台机组的控制算法控制输出单台机组的最大有功功率。本发明能根据电网调度中心对风场并网有功功率的要求和实时检测风场中不同风力发电机组的运行工况，利于提升风场中单台机组的效率最大化，减小为达到并网功率设定值所采取的不必要风电机组的安装，降低成本，提高风场有功功率并网效率。

技术领域

本发明涉及风力发电机组的有功功率并网领域，特别涉及一种基于单机功率可调的风力发电场最大有功功率输出控制方法。

背景技术

随着当今社会不断的发展，电力资源已经成为人们生活的必需品。由于风力发电具有清洁、可再生、不破坏地理环境等优点，引起了研究人员和企业的广泛关注。然而在风力发电场建设过程中，限于风力发电场容量限值的要求，风力发电机组的设计在一定条件下会有额定值，当部分风力发电机组因故障出现停机状况，或机位区域风速较小等原因造成的单台机组出力小于额定值时，均会引起实际的整个风场的并网有功容量不能满足场控下发的并网有功功率设定值，降低风场的并网有功效率。

针对以上因风场中各台风力发电机组的发电量不同，造成了并网有功容量减小的现象，现有的场控方法主要是增加风电机组台数，当风场总的有功出力小于场控下发的并网有功功率设定值时，将所增加的风电机组投入运行。但是，该方法经济性较差，主要是因当各风电机组在额定状态下运行或接近于额定状态时，由于上网有功功率的定值限制，此时会出现部分风电机组停机，造成资源浪费，成本提高。

考虑到风场中多个风电机组布局不同，微观运行环境不同，不同风电机组的有功出力裕度不同，可能存在着部分机组满负荷状态下运行，然而部分机组却未达到最大出力状态，即并不能实现每一台机组都能够达到满发的状态，这种情况下会出现并网的有功功率与场控下发的设定值之间存在有功偏差，此时会严重影响风场上网的有功出力效率。因此提出一种基于单机功率可调的风力发电场最大功率输出控制方法实为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于单机功率可调的风力发电场最大有功功率输出控制方法，能够根据电网调度中心对风场并网有功功率的要求和实时检测风场中不同风力发电机组的运行工况，通过最优功率控制系统单元将影响风场中有功功率并网的因素进行多次反馈矫正控制和综合评估，最后控制风电机组达到最优有功功率的输出；通过本发明所提的方法有利于提升风场中单台机组的效率最大化，并可以减小为了达到并网功率设定值所采取的不必要风电机组的安装，降低风场经济成本，有效提高整个风场中风力发电机组的有功功率并网效率。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于单机功率可调的风力发电场最大有功功率输出控制方法，该方法包含以下步骤：

S1、获取总的并网有功功率∑P_output，并将其与风力发电场的主控系统获取的总的风场并网有功功率设定值P_set进行比较，得到风场并网的有功功率偏差值ΔP；

S2、预估风力发电机组总的超发功率∑P_over，并将其与所述风场并网的有功功率偏差值ΔP进行比较，得到实际所需要的超发功率∑P_actual；

S3、将所述实际需要的超发功率∑P_actual分配到单台风电机组，得到单台机组的最优有功功率输出值P_{s_ref}。

优选地，所述步骤S1中进一步包含以下过程：

S11、实时检测风力发电场中的并网点电压和电流实时值，并根据该电压和电流以及功率因数，计算总的并网有功功率∑P_output，如下：