[发明专利]一种基于风电场能量管理系统的功率控制方法

权利要求书

1.一种基于风电场能量管理系统的功率控制方法，其特征在于，包括：有功功率控制和无功功率控制；

所述有功功率控制的过程为：(1)获取功率控制目标功率指令，计算风电场总输出功率与目标功率指令的差值；(2)如目标功率指令大于风场额定功率，则为每台风机分配额定功率，完成分配；(3)如目标功率指令大于当前输出功率，则不做功率分配，任由风机自由发电；(4)若目标功率指令小于输出功率，则计算目标功率指令与输出功率的比例，得出一个控制比值；然后，将上述得到的控制比值乘以当前各台风机的实时输出功率，分配给风机，完成功率控制；

所述无功功率控制的过程为：(1)根据当前风电场的实时有功输出功率以及风机固有的功率因数，计算出其最大的感性无功功率和最大的容性无功功率；(2)计算无功指令与最大无功的比值x，并根据每台风机的实时有功功率计算实时无功能力；(3)将比值X乘以风机实时无功能力值，作为指令分配给风机；

根据风机实时运行状态，将风机分为几类：

I类风机：特殊状态风机，超温或人为非服务模式下限功；

II类风机：输出功率小于等于最低限定值；

III类风机：输出功率低于有功功率给定值；

IV类风机：输出功率近似等于有功功率给定值；

其中，最低限定值为风机最小可以接受的有功功率限定值，设定值低于此值风机会报错停机；有功功率给定值为针对单台风机分配的功率指令值；风场输出功率允许的上下限值为：出现超发或者少发情况时，超发或少发量与指令功率的百分比值。

2.根据权利要求1所述的基于风电场能量管理系统的功率控制方法，其特征在于，所述有功功率控制的详细过程为：

步骤一：在获取控制指令后，对控制指令进行第一步处理，判断是否要根据风场特殊情况对指令实际值进行整理；

步骤二：判定控制指令值，如大于风场额定发电容量，为每台风机分配额定功率，完成分配；如当前有功输出小于控制指令，则不做控制；若输出功率大于允许的下限，而且小于允许的上限，则不做调整；

步骤三：得到根据控制指令值和风机发电台数得出的单台风机平均功率给定值；

步骤四：若此时风机全部为III类风机，则不作调整；

步骤五：若为第一次分配，计算控制指令占当前总输出的比例，则II、III类风机按此比例减少，完成分配；

步骤六：若控制指令为非第一次分配，则进行控制指令的预分配，I类风机：不进行控制，使其自由发电；II类风机：有功功率给定为最低限定值；III类风机：有功功率给定为实际输出功率；IV类风机：有功功率给定保持不变；

步骤七：控制指令的二次分配，与对预分配剩余的指令，分两种情况，若其大于零，则将其平均分配给II类、III类和IV类风机；若小于零，继续将超发的部分从II、III、IV类风机的二次分配的指令中按比例减少，直到二次分配的指令与预分配剩余指令的量处于算法允许的阈值范围内，完成分配；

步骤九：将配置中的额外溢出修正指令平均分配给II、III、IV类风机。

3.根据权利要求1或2所述的基于风电场能量管理系统的功率控制方法，其特征在于，所述功率因数通过下式计算：

4.根据权利要求1或2所述的基于风电场能量管理系统的功率控制方法，其特征在于，所述无功功率控制的详细过程为：

步骤一、启动，获得远程无功指令Q；

步骤二、此时风机默认的最大功率因数为0.95，通过当前风场实时总有功功率P_tot可以获得实时风场的总无功功率上限值Q_tot；

步骤三、

步骤四、如X大于等于1，此时每台风机根据其实时有功功率计算出无功功率上限值作为分配值，暂时结束，等待下一次的启动；如X小于1，对风机输出的无功功率进行限制；

步骤五、如X小于1，将X乘以当前每台可控风机的实时无功功率能力，得到的值即为每台风机分配到的无功指令值。