[发明专利]利用小时数偏差最小的风电场风电机组自动启停控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用小时数偏差最小的风电场风电机组自动启停控制方法，属于含新能源接入的电力系统运行和控制技术领域。

背景技术

近年来，全国众多大型风电基地的建成投产，改变了原有的电源结构，风电对电网的影响逐步增大，由只对局部电网的无功电压影响，上升到对大电网调峰、调频的影响。国家电网公司发布的《风电场接入电网技术规定》指出：“风电场应具备有功功率调节能力，能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。为了实现对有功功率的控制，风电场应配置有功功率控制系统，接收并自动执行调度部门远方发送的有功功率控制信号。”按照规定要求，风电场应积极建设有功功率自动控制系统，满足电网公司要求，提高电网风电功率自动调节水平，确保电网稳定运行。

电力系统传统意义上的自动有功控制(AGC)系统主要调节对象为火力发电机组和水力发电机组，在确保电网频率稳定方面发挥了重要作用。借鉴电网调度原EMS系统中AGC模块成功的运行经验，风电有功自动控制系统应根据电网EMS和风电场实时数据采集系统的实时信息、系统发电计划以及风电场功率预测系统信息，通过对风电场上网有功功率的控制调节，达到对大型风电场内几十台风电机组的有功功率控制。

在实际运行中，电网调度端AGC系统将每个大型风电场看成一台机组，作为系统的控制对象。电网调度端AGC系统参考发电计划和风功率预测结果进行指令计算，然后发送有功功率指令到风电场端AGC模块。风电AGC模块根据接收到的调度有功功率指令通过分配计算出每台风机的有功输出目标，最后将目标下发到每台风机实现风机功率的调节。

考虑到风电场内的集电线路、变压器等有功损耗，调度端的有功功率指令实际是指风电场送出线路的上网总有功，而不是风电场内所有风机的有功总加。现实中为简化系统接线，风电场大多采用一回线路接入电力系统，此时调度端下发给风电场的有功功率指令其实只有一个数值。风电场AGC模块虽然需要控制场内几十台风机的有功功率，但最终只要使风电场送出线路的上网总有功达到调度有功控制指令值即可。

为了实时追踪调度主站下发的有功控制指令，风电场一般有两种有功调度控制手段：(1)启/停风电机组；(2)调节并网风电机组的有功功率。目前风电场有功调度中，风电机组的启停主要以人工方式为主，有功功率自动控制系统主要采用的是第(2)种控制手段。实际上，本着“抢电量、提效率”的控制目标，在有功功率自动控制系统中，利用停风电机组手段可极大提高风电场对电网下达的降有功功率指令的响应速度，利用启动风电机组手段可大大提高风电场的发电能力，减少可能存在的弃风。但是，频繁的启停机操作将降低风电机组及相关配件的使用寿命。因此，需要研究一种实用化的风电场自动启/停控制方法。

发明内容

本发明的目的是为适应上述新要求，提出一种利用小时数偏差最小的风电场风电机组自动启停控制方法，在启机过程中，优先启动利用小时数较低的风电机组，在停机过程中，优化切除利用小时数较高的风电机组，克服现有技术的不足之处，以适应目前风力发电的快速波动化、减少启停机次数和公平调度的多重控制需求。

本发明提出的利用小时数偏差最小的风电场风电机组自动启停控制方法，包括以下步骤：

(1)从风电机组监控系统采集当前并网运行的各风电机组的实时有功功率p^w、有功上限和有功下限从电网调度中心实时采集调节主站下发的风电场控制指令p^set，从升压站监控系统实时采集风电场并网点有功功率实时值p^real；

(2)设定风电场有功控制死区p^dead，对电网调度主站接纳风电的能力进行判断：

(2.1)若p^set>p^real+p^dead，则判定电网调度主站具有继续接纳风电的空间，风电场可增加控制风电场有功功率，转步骤(3)；

(2.2)若p^set<p^real-p^dead，则判定电网调度主站需要该风电场弃风，以保证电网安全，转步骤(5)；

(2.3)若|p^set-p^real|<p^dead，则判定当前风电场有功功率满足电网调度主站要求，保持风电场有功功率，转步骤(7)；