[发明专利]风电场故障状态下紧急功率控制策略

说明书

技术领域：

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风电场故障状态下紧急功率控制策略。

背景技术：

电力系统是复杂的动态系统，其安全稳定运行本质上要求发电与负荷需求之间必须时刻保持平衡。电力系统如果不能进行有效控制而出现供需失衡，将影响负荷的可靠用电甚至可能引起系统大范围的事故。

风电场是电力系统重要的电源，在电力系统中占有重要地位。随着风电机组技术的不断发展，双馈异步风电机组逐渐成为风电场的主流机型，当与风电场相连输电线路故障时，双馈异步风电机组会投入crowbar（橇杠）保护，这时风机功率不可控，容易造成风电场输出功率的剧烈波动。近年来我国发生的几次大规模风电场脱网事故中功率损失严重，对国民经济造成的直接和间接损失十分巨大。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种风电场故障状态下紧急功率控制策略。

    一种风电场故障状态下紧急功率控制策略，对于有着n台风机的风电场，包括以下步骤：

实时收集各风机的短期预测的功率、接收调度功率指令，获得风电场功率上限值；其中功率的短期预测现有的多种算法可以实现，故不再累述；

风电场故障时记录以下数据：风电场可控风机（即未投入crowbar保护的风机）、风电场不可控风机（即投入crowbar保护的风机）、切除风机（即未并网发电风机）；

计算风电场可以分配的功率、风电场需要发出的有功功率；

                                    （1）

                                      （2）

式（1）中，m为切除风机的总数，为各切除风机的容量，式（2）中，为网损；

比较风电场可以分配的功率和风电场需要发出的有功功率并进行功率分配，

若，进行自由发电，即风电场发出的电，电网全部接收；

若，则将以备用风机>风电场可控风机>风电场不可控风机的优先级顺序分配直至完毕；

系统故障切除，风电场故障状态下紧急功率控制策略退出，风电场按照正常的功率控制方式运行。

优选的，装备了储能装置的风电场，步骤中优先级顺序为：备用风机>风电场可控风机>储能装置>风电场不可控风机。

优选的，备用风机以短期预测的功率大小排序，大的，优先分配；风电场可控风机按照功率裕度降序排序； 

                                   （3）

式（3）中，为实发功率，越大，分配功率越多。

优选的，储能装置功率平滑输出，实现风电场输出功率平抑。

本发明针对目前双馈异步风电机组转子crowbar保护对风机功率失去控制造成的影响，提出了一种新的控制方法，该方法使风电场在紧急时刻实现发电功率转移，减少对已投入crowbar风机的功率依赖，增加正常风机的输出功率，从而提高风电场输出功率的稳定性。

具体实施方式：

    一种风电场故障状态下紧急功率控制策略，对于有着n台风机的风电场，包括以下步骤：

实时收集各风机的短期预测的功率、接收调度功率指令，获得风电场功率上限值；其中功率的短期预测现有的多种算法可以实现，故不再累述；

风电场故障时记录以下数据：风电场可控风机（即未投入crowbar保护的风机）、风电场不可控风机（即投入crowbar保护的风机）、切除风机（即未并网发电风机）；

计算风电场可以分配的功率、风电场需要发出的有功功率；

                                    （1）

                                      （2）

式（1）中，m为切除风机的总数，为各切除风机的容量，式（2）中，为网损；

比较风电场可以分配的功率和风电场需要发出的有功功率并进行功率分配，

若，进行自由发电，即风电场发出的电，电网全部接收；

若，则将以备用风机>风电场可控风机>风电场不可控风机的优先级顺序分配直至完毕；

系统故障切除，风电场故障状态下紧急功率控制策略退出，风电场按照正常的功率控制方式运行。