[发明专利]一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备

说明书

一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备，包括功率调度模块、风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台；远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台均连接在功率调度模块上；若干风力发电机组连接在功率调度模块上；本发明采用设置有功功率调度指令优先级的方式，克服了传统方式中电网侧，场站侧及风机侧不同需求下造成的有功功率调度的冲突，从而充分考虑了不同需求的有功功率调度的优先级，最大程度及时的响应优先级最高的风电场的有功功率控制要求。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别涉及一种用于风电场有功功率调度的系统及方法及设备。

背景技术

随着风力发电越来越多的参与电能生产，对其每台发电机组甚至每个风力发电场可以发出的有功功率输出大小的需求也越来越多种多样。其大致可分为几类，第一类为参与电网有功功率调节，有AGC自动发电控制，其通过电网调度通过远动设备向风电场发送有功功率指令；一次调频及惯量响应，其通过测频装置对频率变化量及频率变化率进行计算相应的有功调频指令；第二类为风电场级平台，有场站能量管理平台，其根据风电机组厂家或风电场运营方的实际需求下发有功调节指令；有集中监控平台，其根据区域，省域甚至全国的集中监控平台对风电场下发有功调节指令；有场群控制平台，其根据尾流情况，扇区管理等实际需求对风电场及风力发电机组下发有功调节指令。第三类为风力发电机组单机平台，有通过环境测量装置，如噪声/光影/雨量等对风力发电机组下发有功调节指令；有基于机组电气部件保护的有功调节指令如变流器/发电机过温等；有基于机组机械部件保护的有功调节指令如大风限功率，阵风限功率等。以上可以看出从这三大类都有对有功调节的需求，其重要性，实时性均不同，因此有必要设计一种风电场综合有功调度的系统及设备来对不同需求下的有功调节指令进行总体调度。

现有针对此问题的技术方案包括：场站级别或单个风力发电机级别的有功调度在设计时单独予以考虑，如一次调频与惯量响应之间的优先级，一次调频与AGC的优先级等并下发到风力发电机组。但场站级别的调度优先级指令与单个风力发电机组自身的有功调度优先级未做统一考虑，当发生冲突时其有功调节效果达不到设计要求。同时由于众多有功调节优先级未作统筹考虑，其将来做实际修改时也会有一定困难。

发明内容

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于风电场有功功率调度的系统，包括功率调度模块、风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台；远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台均连接在功率调度模块上；若干风力发电机组连接在功率调度模块上；

功率调度模块用于根据风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台的不同需求的有功功率调节指令的优先级匹配，不同的需求对应不同的优先级，进行风力发电机组的有功功率调节。

进一步的，功率调度模块包括通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块；通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块依次连接；

通讯模块用于传输风力发电机组、远动设备、测频装置、场站能量管理平台、环境测量装置、集中监控平台和场群控制平台的不同需求的有功功率调节指令，将不同格式的信号统一转换成优先级匹配模块可识别的信号；

优先级匹配模块用于根据不同的优先级的排序优先进行有功功率调节；

限值模块用于在不同优先级同时触发时，通过指令分配模块将指令发送到对应的风力发电机组PLC控制器进行有功功率调节。

进一步的，功率调度模块还包括存储模块，通讯模块、优先级匹配模块、限值模块和指令分配模块均连接到存储模块；存储模块用于在固定时间间隔存储数据。

进一步的，不同的需求对应不同的优先级具体为：