[发明专利]一种风电场限电控制方法

摘要

本发明公开了电力系统风力发电技术领域的一种风电场限电控制方法。其技术方案是：基于风电场的出力特性以及风电机组的控制原理，参考常规机组实时调度方案，1、设计确定与风电机组控制相关的参量；2、基于电力系统调度控制要求与归一化方法，设计风电机组调节性能指标的计算方案；3、基于电力系统机组组合优先顺序法的基本原理，以风电机组特性与调节性能指标为依据，建立风电场内风电机组限电序列，从而合理确定风电场场内风电机组限电控制时的出力容量分配。

主权项

一种风电场限电控制方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：确定与风电机组控制相关的参量；步骤2：设计风电机组调节性能指标的计算方案；步骤3：建立风电场内风电机组限电序列，确定风电场场内风电机组限电控制时的出力容量分配；所述风电机组控制相关的参量包括调节容量、调节速率和响应时间；各个参量的确定过程为：1)调节容量根据风电机组的运行曲线，机组i的调节容量S_i表示为S_i＝P₀‑max(P₁,P₂)          (1)其中，P₀为控制初始风电机组i输出有功功率值，P₁为通过风电机组控制系统控制机组i能够达到的理论最小出力值，P₂为风电机组i正常运行最小允许技术出力值；2)调节速率参量设机组i在一定时间Δt内响应出力控制信号的变化，其出力变化ΔP_i，则机组i的调节速率V_i为：V_i＝ΔP_i/Δt          (2)3)响应时间电机组的响应时间是指是指从风电机组接收到控制指令到机组产生实际动作之间的时间；所述设计风电机组调节性能指标的计算方案，风电机组i的调节性能指标可由式(3)得到：$K_i=a{K}_{S_i}+b{K}_{V_i}+c{K}_{T_i}---\left(3\right)$其中，和分别为机组i调节容量、调节速率和响应时间的指数；a、b、c为各指数的权重系数，且a+b+c＝1；设定当各参量达到控制要求基准值时，各参量的指数为1.0，并以此为标准，当各参量高于或低于此水平时，其指数作相应调整；a)调节容量指数的确定：当风电机组调节容量达到额定容量S_Ni的第一设定比例时，设定调节容量指数为1.0；在此基础上，调节容量指数的计算公式为：$K_{S_i}=1.0+(S_i/S_{\mathrm{Ni}}-x\%)*m---\left(4\right)$其中，x为第一设定比例，m为与调节容量偏移量有关的系数；b)调节速率指数的确定：当机组每秒平均调节容量恰好等于额定容量S_Ni的第二设定比例时，设定在此基础上，调节速率指数的计算公式为：$K_{V_i}=1.0+(S_{V_i}/S_{\mathrm{Ni}}-y/100)*100n---\left(5\right)$其中，y为第二设定比例，n为与调节速率偏移量相关的系数；c)响应时间指数的确定：设电网要求机组响应控制信号的时间T_i应小于t秒，因此当机组桨距角响应控制信号动作的时间间隔为t秒时，设定r为与数量级相关的参数；$K_{T_i}=1.0+(1.0-T_i/t)*r---\left(6\right)$其中，T_i为风电机组的响应时间；所述风电场内风电机组限电序列的建立，并实现限电控制的步骤为：步骤①：根据风电机组上传的运行信息确定可调风电机组，并计算可调风电机组调节性能指标；步骤②：按指标大小自动排列风电机组控制顺序，初步生成风电机组限电序列；步骤③：考虑风电机组的特性，设定判定条件|K_i‑K_j|≤ε|β_i1‑β_j1|，其中K_i、β_i1、K_j、β_j1分别为机组i、j的调节性能指标与控制初始桨距角大小，ε为平衡系数；控制系统比较风电机组限电序列中各机组参数，调整符合判定条件且初始桨距角较小的风电机组序号，使其优先进行控制；设K_i>K_j，β_i1<β_j1，且满足判定条件，因此，机组j将需要向前移至机组i前；步骤④：风电场控制系统更新风电场机组限电序列，生成风电场限电控制机组执行序列并根据该序列以及控制要求依次选择风电机组参与控制。