横向相邻风电机组的功率优化方法及系统与流程

1.本技术涉及功率优化领域，尤其涉及横向相邻风电机组的功率优化方法及系统。


背景技术：

2.风电场内的每一台风电机组都可以进行自主的转速和功率控制。通常，风电机组会根据内置的最大功率跟踪算法，控制风电机组运行在当前入流风速下的最大功率点。而当风电场内的所有风电机组都按这个方式运行时，则认为整个风电场运行在了最大功率点上。
3.在现有的技术方案下，风电机组会根据内置的最大功率跟踪算法，控制风电机组运行在当前入流风速下的最大功率点。而当风电场内的所有风电机组都按这个方式运行时，则认为整个风电场运行在了最大功率点上，机组的控制只考虑本机组的运行情况，而并不会考虑相邻机组的运行情况。但是考虑到横向相邻机组中，相邻机组的风轮旋转会对本机组的入流风速造成影响，从而影响本机组的功率输出，所以这种只考虑本机组的运行方式，会造成横向相邻的两台机组都分别达到其入流风速下的最大功率输出，但整体输出却并不是最大的结果，会降低风电场整体的功率输出。


技术实现要素：

4.本技术提供横向相邻风电机组的功率优化方法及系统，以至少解决只考虑本机组的运行方式，会造成横向相邻的两台机组都分别达到其入流风速下的最大功率输出，但整体输出却并不是最大的结果，会降低风电场整体的功率输出的技术问题。
5.本技术第一方面实施例提出一种横向相邻风电机组的功率优化方法，所述方法包括：
6.获取第一预设时长内面向风来流方向的两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线及所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值；
7.根据两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值；
8.基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；
9.基于所述修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值对两相邻风电机组的输出功率进行优化；
10.其中，两相邻风电机组为横向相邻风电机组。
11.优选的，所述根据两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值，包括：
12.基于两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组对应的叠加曲线；
13.确定所述叠加曲线中最大值对应的时间点，然后基于所述时间点确定两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值和两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值；
14.根据所述两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值和两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值。
15.进一步的，按下式确定两相邻风电机组中左侧风电机组对应的初始转矩参考值：
[0016][0017]
按下式确定两相邻风电机组中右侧风电机组对应的初始转矩参考值：
[0018][0019]
式中，t1ref为两相邻风电机组中左侧风电机组对应的初始转矩参考值，t1max为两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值，v1(t)为第一预设时长内两相邻风电机组中左侧风电机组的入流风速曲，v2(t)为第一预设时长内两相邻风电机组中右侧风电机组的入流风速曲，v2max为两相邻风电机组中右侧风电机组的入流风速最大值，v1max为两相邻风电机组中左侧风电机组的入流风速最大值，t2max为两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值，t2ref为两相邻风电机组中右侧风电机组对应的初始转矩参考值。
[0020]
进一步的，所述基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值之前还包括：
[0021]
判断第一预设时长内两相邻风电机组的输出功率值之和是否小于两相邻风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值之和，若是，则以两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值作为修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；
[0022]
否则，基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值。
[0023]
进一步的，所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值，包括：
[0024]
按下式确定修正后的两相邻风电机组中左侧风电机组对应的转矩参考值：
[0025][0026]
按下式确定修正后的两相邻风电机组中右侧风电机组对应的转矩参考值：
[0027][0028]
式中，t1href为修正后的两相邻风电机组中左侧风电机组对应的转矩参考值，t2href为修正后的两相邻风电机组中右侧风电机组对应的转矩参考值，p1(t+δt)为两相
邻风电机组中的左侧风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值，p2(t+δt)为两相邻风电机组中的右侧风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值，p1max为两相邻风电机组中的左侧风电机组的最大输出功率，p2max为两相邻风电机组中的右侧风电机组的最大输出功率。
[0029]
本技术第二方面实施例提出一种横向相邻风电机组的功率优化系统，所述系统包括：
[0030]
获取模块，用于获取第一预设时长内面向风来流方向的两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线及所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值；
[0031]
确定模块，用于根据两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值；
[0032]
修正模块，用于基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；
[0033]
优化模块，用于基于所述修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值对两相邻风电机组的输出功率进行优化；
[0034]
其中，两相邻风电机组为横向相邻风电机组。
[0035]
优选的，所述确定模块，包括：
[0036]
第一确定单元，用于基于两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组对应的叠加曲线；
[0037]
第二确定单元，用于确定所述叠加曲线中最大值对应的时间点，然后基于所述时间点确定两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值和两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值；
[0038]
第三确定单元，用于根据所述两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值和两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值。
[0039]
进一步的，按下式确定两相邻风电机组中左侧风电机组对应的初始转矩参考值：
[0040][0041]
按下式确定两相邻风电机组中右侧风电机组对应的初始转矩参考值：
[0042][0043]
式中，t1ref为两相邻风电机组中左侧风电机组对应的初始转矩参考值，t1max为两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值，v1(t)为第一预设时长内两相邻风电机组中左侧风电机组的入流风速曲，v2(t)为第一预设时长内两相邻风电机组中右侧风电机组的入流风速曲，v2max为两相邻风电机组中右侧风电机组的入流风速最大值，v1max为两相邻风电机组中左侧风电机组的入流风速最大值，t2max为两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值，t2ref为两相邻风电机组中右侧风电机组对应的初始转矩参考值。
[0044]
进一步的，所述系统还包括：判断模块；
[0045]
所述判断模块用于：
[0046]
判断第一预设时长内两相邻风电机组的输出功率值之和是否小于两相邻风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值之和，若是，则以两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值作为修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；
[0047]
否则，基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值。
[0048]
进一步的，所述修正模块具体用于：
[0049]
按下式确定修正后的两相邻风电机组中左侧风电机组对应的转矩参考值：
[0050][0051]
按下式确定修正后的两相邻风电机组中右侧风电机组对应的转矩参考值：
[0052][0053]
式中，t1href为修正后的两相邻风电机组中左侧风电机组对应的转矩参考值，t2href为修正后的两相邻风电机组中右侧风电机组对应的转矩参考值，p1(t+δt)为两相邻风电机组中的左侧风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值，p2(t+δt)为两相邻风电机组中的右侧风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值，p1max为两相邻风电机组中的左侧风电机组的最大输出功率，p2max为两相邻风电机组中的右侧风电机组的最大输出功率。
[0054]
本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0055]
本技术提出了横向相邻风电机组的功率优化方法及系统，其中，所述方法包括：获取第一预设时长内面向风来流方向的两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线及所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值；根据两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值；基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；基于所述修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值对两相邻风电机组的输出功率进行优化；其中，两相邻风电机组为横向相邻风电机组。本技术提出的技术方案，通过对横向相邻的两台机组的入流风速曲线和转矩曲线的分析，实时调整两台机组的转矩参考值，最终达到两台机组输出功率之和最大的目标，提高风电场的输出功率。
[0056]
本技术附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0057]
本技术上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0058]
图1为根据本技术一个实施例提供的一种横向相邻风电机组的功率优化方法的流程图；
[0059]
图2为根据本技术一个实施例提供的叠加曲线示意图；
[0060]
图3为根据本技术一个实施例提供的一种横向相邻风电机组的功率优化系统的第一种结构图；
[0061]
图4为根据本技术一个实施例提供的确定模块的结构图；
[0062]
图5为根据本技术一个实施例提供的一种横向相邻风电机组的功率优化系统的第二种结构图。
具体实施方式
[0063]
下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0064]
本技术提出的横向相邻风电机组的功率优化方法及系统，其中，所述方法包括：获取第一预设时长内面向风来流方向的两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线及所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值；根据两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值；基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；基于所述修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值对两相邻风电机组的输出功率进行优化；其中，两相邻风电机组为横向相邻风电机组。本技术提出的技术方案，通过对横向相邻的两台机组的入流风速曲线和转矩曲线的分析，实时调整两台机组的转矩参考值，最终达到两台机组输出功率之和最大的目标，提高风电场的输出功率。
[0065]
下面参考附图描述本技术实施例的横向相邻风电机组的功率优化方法及系统。
[0066]
实施例一
[0067]
图1为根据本技术一个实施例提供的一种横向相邻风电机组的功率优化方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
[0068]
步骤1：获取第一预设时长内面向风来流方向的两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线及所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值；
[0069]
其中，两相邻风电机组为横向相邻风电机组。
[0070]
需要说明是的，横向相邻指在风电场均匀排布的风电机组中面向风的来流方向，处于同一横向位置的相邻关系。
[0071]
步骤2：根据两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值；
[0072]
在本公开实施例中，所述步骤2具体包括：
[0073]
步骤2-1：基于两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组对应的叠加曲线；
[0074]
步骤2-2：确定所述叠加曲线中最大值对应的时间点，然后基于所述时间点确定两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值和两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值；
[0075]
步骤2-3：根据所述两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值和两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值。
[0076]
进一步的，按下式确定两相邻风电机组中左侧风电机组对应的初始转矩参考值：
[0077][0078]
按下式确定两相邻风电机组中右侧风电机组对应的初始转矩参考值：
[0079][0080]
式中，t1ref为两相邻风电机组中左侧风电机组对应的初始转矩参考值，t1max为两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值，v1(t)为第一预设时长内两相邻风电机组中左侧风电机组的入流风速曲，v2(t)为第一预设时长内两相邻风电机组中右侧风电机组的入流风速曲，v2max为两相邻风电机组中右侧风电机组的入流风速最大值，v1max为两相邻风电机组中左侧风电机组的入流风速最大值，t2max为两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值，t2ref为两相邻风电机组中右侧风电机组对应的初始转矩参考值。
[0081]
在本公开实施例中，所述步骤3之前还包括：
[0082]
判断第一预设时长内两相邻风电机组的输出功率值之和是否小于两相邻风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值之和，若是，则以两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值作为修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；
[0083]
否则，基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值。
[0084]
步骤3：基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；
[0085]
在本公开实施例中，所述步骤3具体包括：
[0086]
按下式确定修正后的两相邻风电机组中左侧风电机组对应的转矩参考值：
[0087][0088]
按下式确定修正后的两相邻风电机组中右侧风电机组对应的转矩参考值：
[0089][0090]
式中，t1href为修正后的两相邻风电机组中左侧风电机组对应的转矩参考值，t2href为修正后的两相邻风电机组中右侧风电机组对应的转矩参考值，p1(t+δt)为两相邻风电机组中的左侧风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值，p2(t+δt)为两相邻风电机组中的右侧风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值，p1max为两相邻风电机组中的左侧风电机组的最大输出功率，p2 max为两相邻风电机组中的右侧风电机组的最大输出功率。
[0091]
步骤4：基于所述修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值对两相邻风电机组的输出功率进行优化。
[0092]
为了更加清楚地说明本技术实施例的一种横向相邻风电机组的功率优化方法的实现流程，下面以一个具体的方法实施例进行详细说明：
[0093]
步骤1)记面向风来流方向左侧机组为1号机组，右侧机组为2号机组；
[0094]
步骤2)以当日0:01为t＝1时刻，步长1min，当前时刻为t时刻，输入1号风电机组输出转矩曲线t1(1-t)，入流风速v1(1-t)；2号风电机组转矩曲线t2(1-t)，下游入流风速v2(1-t)；
[0095]
步骤3)形成叠加曲线tsum(1～t)＝t1(1～t)+t2(1～t)，确定叠加曲线中的最大值对应的点(tmax,t1max,t2max,v1max,v2max)，其中所述叠加曲线如图2所示；
[0096]
步骤4)生成两台机组的转矩参考初始值：
[0097][0098][0099]
步骤5)等待时长
△
t(机组惯性响应时间长度，单位为s)，检测两台机组的输出功率p1(t+
△
t)，p2(t+
△
t)；
[0100]
步骤6)比较p1(t)+p2(t)和p1(t+
△
t)+p2(t+
△
t)的大小，如果前者小于或等于后者，则直接进入步骤7)；如果前者大于后者，则对两台机组的转矩参考值进行修正：令t＝t+
△
t，返回步骤5)；
[0101]
步骤7)计算结束，输出此时的t1href和t2href，即为修正后的两台机组的转矩参考值。
[0102]
综上所述，本实施例提出的一种横向相邻风电机组的功率优化方法，通过对横向相邻的两台机组的入流风速曲线和转矩曲线的分析，确定两台机组的转矩参考初始值，同时通过对两台机组的实时功率检测，实时修正两台机组的转矩参考值，最终达到两台机组输出功率之和最大的目标，提高风电场的输出功率。
[0103]
实施例二
[0104]
图3为根据本技术一个实施例提供的一种横向相邻风电机组的功率优化系统的结构图，如图3所示，所述系统包括：
[0105]
获取模块100，用于获取第一预设时长内面向风来流方向的两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线及所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值；
[0106]
确定模块200，用于根据两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值；
[0107]
修正模块300，用于基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两
相邻风电机组各自对应的转矩参考值；
[0108]
优化模块400，用于基于所述修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值对两相邻风电机组的输出功率进行优化；
[0109]
其中，两相邻风电机组为横向相邻风电机组。
[0110]
在本公开实施例中，如图4所示，所述确定模块200，包括：
[0111]
第一确定单元201，用于基于两相邻风电机组各自对应的转矩曲线、入流风速曲线确定两相邻风电机组对应的叠加曲线；
[0112]
第二确定单元202，用于确定所述叠加曲线中最大值对应的时间点，然后基于所述时间点确定两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值和两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值；
[0113]
第三确定单元203，用于根据所述两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值和两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值、入流风速最大值确定两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值。
[0114]
进一步的，按下式确定两相邻风电机组中左侧风电机组对应的初始转矩参考值：
[0115][0116]
按下式确定两相邻风电机组中右侧风电机组对应的初始转矩参考值：
[0117][0118]
式中，t1ref为两相邻风电机组中左侧风电机组对应的初始转矩参考值，t1max为两相邻风电机组中左侧风电机组的转矩最大值，v1(t)为第一预设时长内两相邻风电机组中左侧风电机组的入流风速曲，v2(t)为第一预设时长内两相邻风电机组中右侧风电机组的入流风速曲，v2max为两相邻风电机组中右侧风电机组的入流风速最大值，v1max为两相邻风电机组中左侧风电机组的入流风速最大值，t2max为两相邻风电机组中右侧风电机组的转矩最大值，t2ref为两相邻风电机组中右侧风电机组对应的初始转矩参考值。
[0119]
在本公开实施例中，如图5所示，所述系统还包括：判断模块500；
[0120]
所述判断模块500用于：
[0121]
判断第一预设时长内两相邻风电机组的输出功率值之和是否小于两相邻风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值之和，若是，则以两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值作为修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值；
[0122]
否则，基于所述两相邻风电机组各自在第一预设时长的下一时长的输出功率值对所述两相邻风电机组各自对应的初始转矩参考值进行修正，得到修正后的两相邻风电机组各自对应的转矩参考值。
[0123]
进一步的，所述修正模块300具体用于：
[0124]
按下式确定修正后的两相邻风电机组中左侧风电机组对应的转矩参考值：
[0125][0126]
按下式确定修正后的两相邻风电机组中右侧风电机组对应的转矩参考值：
[0127][0128]
式中，t1href为修正后的两相邻风电机组中左侧风电机组对应的转矩参考值，t2href为修正后的两相邻风电机组中右侧风电机组对应的转矩参考值，p1(t+δt)为两相邻风电机组中的左侧风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值，p2(t+δt)为两相邻风电机组中的右侧风电机组在第一预设时长的下一时长的输出功率值，p1 max为两相邻风电机组中的左侧风电机组的最大输出功率，p2 max为两相邻风电机组中的右侧风电机组的最大输出功率。
[0129]
综上所述，本实施例提出的一种横向相邻风电机组的功率优化系统，通过对横向相邻的两台机组的入流风速曲线和转矩曲线的分析，确定两台机组的转矩参考初始值，同时通过对两台机组的实时功率检测，实时修正两台机组的转矩参考值，最终达到两台机组输出功率之和最大的目标，提高风电场的输出功率。
[0130]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0131]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0132]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。