[发明专利]风电场有功功率的动态分群控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电场有功功率的动态分群控制控制方法，属于新能源发电技术中的风电场控制技术领域。

背景技术

近年，国内风力发电发展迅猛，截至2011年底，国内风电总装机容量已经超过6200万千瓦，风电发展呈现以下特点：（1）发展速度快，规模已居世界领先地位；（2）大规模集中接入高电压水平电网；（3）综合运行水平已接近世界先进水平。随着风电占比的日益增加，风电的随机性和波动性对电力系统有功调度的影响越来越大，风电场随机功率的注入可能会影响电力系统的正常运行。因此，合理有效地对风电场有功功率进行控制已成为关乎风电接入后电力系统安全稳定运行的一项关键技术，是建设电网友好型风电场的必要技术手段，并逐渐成为风电控制的研究热点之一。

目前，国内在风电场有功功率控制方面已经取得了一些成果，包括：根据机组最大功率按比例对风电场有功进行分配、利用风速-功率曲线对风电场有功进行分配等方法。上述方法都是将风电视为确定性电源，没有考虑风电的随机性和波动性以及大规模风电场内分布在不同区域的风电机组可能存在的运行状态差异。在此基础上，有学者提出根据风电机组的状态对风电场有功进行控制，实现风电场功率的平滑输出，这一方法为实现风电场有功的平稳输出和调节提供了有益思路，但是其主要基于相邻周期的风电机组运行状态变化进行控制，缺乏对风电机组长期运行趋势的判断，会引起风电机组的频繁调节，增加机组的功率波动。

随着数值天气预报逐渐在风电功率预测方面得到应用，风电功率预测的精度日益提高，这为利用风电功率预测信息实现风电机组动态分群及风电场有功功率优化控制提供基本技术条件。若能将风功率预测时间分辨率与电力系统调度周期有机结合，则能够有效实现电力系统功率需求与风电场有功功率控制的交互，有效降低风电功率调节次数，减少风电机组的功率波动。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提出一种能够解决现有风电场有功功率调节频繁和功率波动大的风电场有功功率的动态分群控制方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种风电场有功功率的动态分群控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、根据各风电机组在控制周期内的有功功率预测值，将各风电机组进行分群为：功率不变机群Ω₁、功率下降机群Ω₂、功率上升机群Ω₃、功率先上升后下降机群Ω₄和功率先下降后上升机群Ω₅；

步骤二、对功率先上升后下降机群Ω₄和功率先下降后上升机群Ω₅进行分段预处理；

步骤三、根据系统调度指令和风电机组的运行状态确定风电场有功功率调节量需求；

步骤四、根据步骤一中风电机组的分群情况对风电场有功功率调节量需求进行分配；

步骤五、设置控制延时，当控制延时达到预设值时，判断各风电机组在控制周期内的有功功率预测值是否更新，若发现更新，则返回步骤一进行下一控制计算；否则，保持等待。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明为风电场提供了一种风电场有功功率的动态分群控制方法，能够根据超短期风电功率预测信息，分析风电机组在未来0~4小时的功率变化趋势，并对其进行合理分群，增强风电场有功功率控制的合理性。

(2)本发明提出的风电场有功功率的动态分群控制方法，能够根据不同类型风电机组的变化趋势，合理分配有功功率，减少风电机组的调节次数，降低风电机组的功率波动。

(3)本发明提出的风电场有功功率的动态分群方法能够实现风电场的智能控制，提高风电场的运营、管理水平。

附图说明

图1为本发明中风电场有功功率的动态分群控制方法的流程示意图。

图2为本发明中机群Ω₄的功率变化示意图。

图3为本发明中机群Ω₄经预处理后的功率示意图。

图4为本发明中机群Ω₅的功率变化示意图。

图5为实施例一中电网调度部门下发的有功功率指令。

图6为实施例一中第1类机群（Ω₁）的功率曲线对比。

图7为实施例一中第2类机群（Ω₂）的功率曲线对比。

图8为实施例一中第3类机群（Ω₃）的功率曲线对比。

图9为实施例一中第4类机群（Ω₄）的功率曲线对比。