[发明专利]海上风电场的机组功率指令值计算方法和分布式调度方法

权利要求书

1.一种海上风电场的机组功率指令值计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

结合单个风电机组的疲劳载荷计算公式，明确海上风电场有功调度过程中的疲劳载荷抑制目标和功率约束条件；

基于所述疲劳载荷抑制目标和所述功率约束条件，在比例分配算法的基础上叠加功率分配系数，以获得功率指令值的计算公式；

所述在比例分配算法的基础上叠加功率分配系数，以获得功率指令值的计算公式包括：

构建疲劳补偿函数δ(F_i)的计算式和疲劳补偿系数λ的计算式，用于保证λ和δ(F_i)的乘积在区间内，使得风电场中的任何风电机组满足所述功率约束条件，所述疲劳补偿函数δ(F_i)的计算式为：

所述疲劳补偿系数λ的计算式为：

其中，是风电场中所有风电机组的最大额定功率，F_i是第i个风电机组的寿命疲劳载荷，n是风电机组的数量，为第i个风电机组的最大可发功率，为第i个风电机组的最小输出功率，P_ref为电网调度中心所需的功率指令值；

所述功率指令值的计算公式为：

其中，λδ(F_i)为第i个风电机组的功率分配系数，δ(F_i)为疲劳补偿函数，λ为疲劳补偿系数，P_ref为电网调度中心所需的功率指令值，为第i个风电机组的最大可发功率。

2.根据权利要求1所述的海上风电场的机组功率指令值计算方法，其特征在于，所述疲劳载荷抑制目标和所述功率约束条件为：海上风电场在满足调度中心的全场功率需求和单个风电机组可发功率范围的约束下，风电场内所有风电机组的疲劳系数的标准差最低，其中，所述疲劳系数用于表征风电机组在运行期间产生的机械载荷对内部组件造成的损伤。

3.一种海上风电场的分布式调度方法，其特征在于，所述海上风电场设置有多个风电场机组群，每个所述风电场机组群包括多个级联双向通讯的风电机组，每个所述风电场机组群中的其中一个所述风电机组与电网调度中心通讯连接，所述海上风电场的分布式调度方法包括以下步骤：

响应于所述电网调度中心的调度指令，定义三个辅助变量，即辅助变量辅助变量p_i[k]和辅助变量f_i[k]，用于使每台风电机组均可通过一致性算法获得合理的功率参考值，对所述辅助变量辅助变量p_i[k]和辅助变量f_i[k]进行初始化，以获得辅助变量辅助变量p_i[0]和辅助变量f_i[0]，其中，k为迭代次数，i为风电机组的数目，所述辅助变量之和为本周期所需调节的有功功率值，所述辅助变量p_i[0]为第i个风电机组在当前风速下的最大可发功率值，所述辅助变量f_i[0]为第i个风电机组当前疲劳系数的倒数；

基于一阶离散积分器形式的动力学描述式，从所述辅助变量辅助变量p_i[0]和辅助变量f_i[0]开始对辅助变量辅助变量p_i[k]和辅助变量f_i[k]进行更新迭代，以获得更新后的辅助变量辅助变量p_i[∞]和辅助变量f_i[∞]，所述辅助变量所述辅助变量p_i[∞]和所述辅助变量f_i[∞]分别为：

其中，P_ref为电网调度中心所需的功率指令值，n是风电机组的数量，为第i个风电机组的最大可发功率，F_i(t₀)是第i个风电机组在t₀时刻的寿命疲劳载荷；

基于所述辅助变量辅助变量p_i[∞]和辅助变量f_i[∞]，计算所述风电机组的疲劳补偿函数值δ[F_i,∞]和疲劳补偿系数λ[∞]，所述疲劳补偿函数值其中，是风电场中所有风电机组的最大额定功率，所述疲劳补偿系数其中，为第i个风电机组的最小输出功率，r_i[∞]＝max{|δ(F_i)|}，δ(F_i)为第i个风电机组的疲劳补偿函数；

基于所述风电机组的疲劳补偿函数值δ[F_i,∞]和疲劳补偿系数λ[∞]，获得优化后的功率指令值优化后的所述功率指令值