[发明专利]一种控制风电机组限功率运行的方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于风电场功率控制领域，尤其涉及一种控制风电机组限功率运行的方法及系统。

背景技术

随着国内风电的快速发展，风电场的建设规模不断扩大且分布相对集中，电网难以输送并消纳如此大规模的风电电能，因此要求风电场限功率运行，即风电场功率不得超过电网调度下达的目标值，否则将受到惩罚。风电场场级控制系统将目标功率分配给场内各风电机组去执行，各风电机组必须尽可能跟踪各自的目标功率，这样才可能避免违规超发，并实现在限发条件下尽可能多的发电。

传统的风电机组一般是按照其风速--功率曲线运行，风机只有在额定功率以上才进行变桨距控制，因此只有通过启停机组控制风电场功率，调节精度低，对机组磨损大。而目前新型的风电机组一般都增加了风机限功率发电功能，即可以设定风电机组的目标功率（通常低于额定功率），此时如果风机所处的风况可以高过目标功率时，就通过变桨调节使功率维持在目标功率；如果风况不足以达到目标功率，则还按照风速--功率曲线运行。这样一来，根据风电场级目标功率设定各风机的目标功率，可以避免出现超发，而且可以减少机组的启停操作。

但是，上述现有技术存在如下缺陷：由于风电场内同时运行的风电机组台数众多，而且每台风机所处的风况条件不同，其可以达到的功率各异。如何将风电场的功率目标合理分配各台风机去完成，是一个十分重要的问题。常见的风机功率分配方法有两类，一是将风电场目标功率按照运行机组数量平均分配给各机组去完成。该方法存在的问题是没有考虑各机组的风况，往往风况差的机组完不成目标负载，而风况好的机组又处于限发状态，浪费了发电指标。第二类是引入了风速预测信息，对风机可发功率进行预测，以此按比例分配负荷，即预期风况好的机组分担的负荷多，风况差的机组分担的负荷少。但是，该方法存在的问题首先是风速预测有误差，因而对机组发电能力估计的有效性难以保证。而且全场风机都参与功率调节，长期运行加剧机组变桨执行机构的磨损程度。

中国专利申请（公开号：CN 102493915 A，发明名称：风电场的风机调用方法及风机调用系统），利用风机状态参数，主要包括累计运行时间、本次持续运行时间、累计待机时间、本次持续待机时间、或停机时间，以及发电机、变桨装置和变流器的温度，来确定风机调用序列，在风电场需要升降负荷时，按照该调用顺序对相应风机进行操作。但是该方法的主要缺点在于对机组当前的可发功率没有有效评估，所以风场的实际功率控制效果得不到保证。

发明内容

本发明实施例提供的一种控制风电机组限功率运行的方法及系统，用于解决现有技术中当进行限功率运行调控时，全场风机都参与功率调节，长期运行加剧机组变桨执行机构的磨损程度的问题。

本发明实施例中的一种控制风电机组限功率运行的方法包括：

根据风电机组中每台风机在当前稳定运行时桨距角β的大小，将所述风电机组划分为多个风机集合；

当所述风电机组进行限功率运行时，根据每个所述风机集合的总可变功率的大小，由大到小调节一个或多个所述风机集合的功率，使所述风电机组的总功率不超过总目标功率。

上述的控制风电机组限功率运行的方法，其中，所述风机集合至少包括：高度限功率集合、中度限功率集合以及轻度限功率集合。

上述的控制风电机组限功率运行的方法，其中，所述风电机组限功率运行包括：升功率以及降功率；

当所述风电机组进行升功率时，所述风机集合的总可变功率由大到小依次为：高度限功率集合、中度限功率集合、轻度限功率集合；

当所述风电机组进行降功率时，所述风机集合的总可变功率由大到小依次为：轻度限功率集合、中度限功率集合、高度限功率集合。

上述的控制风电机组限功率运行的方法，其中，

若15°＜β时，则所述风机属于高度限功率集合；

若5°＜β≤15°时，则所述风机属于中度限功率集合；

若β≤5°时，则所述风机属于轻度限功率集合。

上述的控制风电机组限功率运行的方法，其中，所述方法还包括：

按照被调节的所述风机集合中每台风机可变功率的大小，由大到小调节一台或多台所述风机的功率，使每台所述风机的目标功率之和不超过总目标功率。

上述的控制风电机组限功率运行的方法，其中，所述可变功率包括：可提升功率和可降低功率；

当需要进行升功率时，按照被调节的所述风机集合中每台风机的所述可提升功率的大小，由大到小调节一台或多台所述风机的功率；