[发明专利]一种风电场有功功率调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电调控领域，具体地，涉及一种风电场有功功率调节方法。

背景技术

由于全球气候变化，温室气体排放等环境问题日益严重，绿色可再生能源的开发和使用得到越来越多的重视。风电技术是目前除水电以外，最成熟、经济效益最好的一种利用可再生能源的发电技术，近年来在世界范围内迅猛发展。

我国幅员辽阔，风能资源丰富，开发潜力巨大。随着风电技术的快速发展和国家政策上对绿色可再生能源的重视，我国的风电事业进入了一个快速发展的时期。2011年1月，中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会和国际环保组织绿色和平宣布，中国已成为全球最大风电装机国。最新统计数据显示，截至2010年底，中国全年风力发电新增装机达1600万千瓦，累计装机容量达到4182.7万千瓦，首次超过美国，跃居世界第一。在我国，风电已经开始在节约不可再生能源，减少环境污染，缓解供电紧张等方面发挥作用。但是随着风电技术的快速推广，建设规模的不断扩大，中国风电发展目前还面临制造技术、运行管理和电网瓶颈等多个方面的现实挑战。

通常，大规模的风电场都建设在较偏远地区，本地无法消化的电能，只能通过并网来实现风电资源利用的最大化。而风电功率的随机性和间歇性，接入电网后必然对电网的安全运行和电能质量造成不利影响，对系统运行调度和控制提出了更高的要求。国内外的总体研究趋向于要求大型风电场也必须像常规的能源电厂一样成为系统中有效控制的一部分，承担系统有功控制和电网频率控制的任务，因此对风电机组、风电场自身的调节能力提出了很高的要求。结合风电特点，分析风电特性，研究并提出适用于大规模风电场有功功率调节与控制方法，对提高接入后电网的安全性和电能质量，有效维护电力系统的稳定性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种快速、准确、有效的风电场有功功率调节方法，可提高风电场接入后电网的安全性和电能质量，有效维护电力系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种风电场有功功率调节方法，通过控制风电场中风机的桨距角来限制每台风机的有功功率，从而实现整个风电场的限负荷。

进一步地，所述调节方法包括初次粗调，具体包括如下步骤：

(1)接收电网调度指令给出的风电场全场功率限值；

(2)确定风电场并网风机台数；

(3)根据步骤(1)和(2)的数据，计算出单台风机功率限值；

(4)根据单台风机功率限值及功率与转速的对应关系计算出单台风机的转速目标值；

(5)根据单台风机的转速目标值及转速与浆距角的对应关系计算出风机应调整得到的浆距角，进而对风电场的风机进行初次粗调控制。

进一步地，所述步骤(1)中获取电网调度指令给出的风电场全场功率限值可通过两种途径：一是通过网络通讯接口自动获取，二是通过电话接收电网调度指令，手动输入风电场全场功率限值。

进一步地，所述步骤(4)中的算法采用功率-转速PID算法。

进一步地，所述功率与转速的对应关系是根据当前风电场的近三个月历史数据中的功率和转速的对应关系绘制而成，并且在以后的风机运行过程中，会实时修正。

进一步地，所述步骤(5)中的算法采用转速-浆距角PID算法。

进一步地，在初次粗调后可进行二次微调，所述微调步骤为：

按照一定的频率检测风电场出口反馈的总功率值，根据风电场出口反馈的总功率值与电网调度指令给出的风电场功率限值之间的差异，判断是否再次返回步骤(4)，对所述的转速目标值进行修正微调。

进一步地，如所述风电场出口反馈的总功率值不超过电网调度指令给出的风电场功率限值，不返回步骤(4)，超过则返回步骤(4)进行修正微调，所述修正微调步骤为：计算风电场出口反馈的总功率值与电网调度指令给出的风电场功率限值的差值，根据功率与转速的对应关系，找出比初次粗调的转速目标值对应的功率低所述差值的转速，作为微调的转速目标值。

进一步地，如所述微调的转速目标值与初次粗调的转速目标值之间的差值大于0.05R/min，则需分多次微调，每次微调的转速调整幅度不大于0.05R/min。