[发明专利]一种海上风电场消防和偏航联动控制方法

说明书

本发明公开了一种海上风电场消防和偏航联动控制方法，包括如下步骤：根据当前台风信息预测台风过境时的时长T以及各风机处的风速和风向信息；将时长T分割为n个时间段；根据预测的各风机处的风速和风向信息将每个时间段的风机划分为m个风机区块；当台风过境且主电网断电时，进入抗台大孤岛运行状态，判断此时储备能源是否紧缺，若否，保持消防和偏航独立控制模式，若是，进入消防和偏航联动控制模式，当台风离境时退出消防和偏航联动控制模式；当台风离境且主电网供电正常时，退出抗台大孤岛运行状态。本发明在面对多重险情时能更合理利用储备能源，提升海上风电场自救能力，安全性高，能与现有控制系统高度融合，改进简单且成本低。

技术领域

本发明属于电力系统运行及控制技术领域，具体涉及一种海上风电场消防和偏航联动控制方法。

背景技术

海上风电场建设成本高，但因地理原因，投入运行后将长期处于无人值守的状态。当海上风电场发生险情时，来自陆上的救援往往是“远水解不了近渴”。因此，海上风电场必须具备“自救”能力，独自应对险情尽可能地保全财产。海上风电场可能遭遇的险情包括台风、主电网断电和火情等。为应对台风及主电网断电，海上风电场包含有抗台大孤岛控制系统；为应对火情，海上风电场包含有消防系统和消防控制系统。

目前，海上风电场的抗台大孤岛控制系统和消防控制系统大多是以储备能源充足为前提而独立设计的，两者之间并无关联。当台风、主电网断电和火情等多重险情叠加出现时，储备能源将成为海上风电场抗台大孤岛运行以及消防系统动作所需能量的唯一来源。若此时出现储备能源缺乏的紧急状况，那么合理分配和使用该不充足的储备能源就至关重要。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种海上风电场消防和偏航联动控制方法，将消防控制系统、抗台大孤岛控制系统和储备能源容量三者关联起来，面对多重险情时能更合理地利用储备能源，从而提升海上风电场独自应对多重险情的能力，进一步增强海上风电场的安全性。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提出的一种海上风电场消防和偏航联动控制方法，包括如下步骤：

S1、根据当前台风信息预测台风过境海上风电场时的时长T以及各风机处的风速和风向信息；

S2、将时长T分割为n个时间段t₀～t₁至t_n-1～t_n，n为正整数；

S3、根据预测的台风过境海上风电场时的各风机处的风速和风向信息将每个时间段的风机划分为m个风机区块Ai，i取值范围为1至m，m为正整数；

S4、当台风过境海上风电场且主电网断电时，进入抗台大孤岛运行状态，判断此时储备能源是否紧缺，若否，保持消防和偏航独立控制模式，若是，则进入消防和偏航联动控制模式，执行如下步骤：

S41、从时间段t₀～t₁至t_n-1～t_n中截取n-k+1个有效时间段t_k-1～t_k至t_n-1～t_n，1≤k≤n，k为正整数，且满足t_k-1≤t_a≤t_k，t_a为主电网断电时刻，修正t_k-1＝t_a，同时令x＝k，此刻当前有效时间段t_x-1～t_x等于有效时间段t_k-1～t_k；

S42、为当前有效时间段t_x-1～t_x内的各风机区块Ai分别选取对应的偏航角时序序列Bi，并令该时间段内的各风机区块Ai中的风机按对应的偏航角时序序列Bi调节偏航角直至tt_x结束，t为当前时刻；