一种风电场层有功功率控制系统和方法
【专利摘要】本发明公开一种风电场层有功功率控制系统，包括功率整定装置和功率分配装置，所述功率整定装置，用于根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类；接收上级调度系统下发的功率指令，得到整定指令和一个控制周期的待分配功率，判断风场需要升出力还是降出力，根据判断的处理模式，将是否出力指发送到相应的所述功率分配装置；所述功率分配装置，用于根据当前机组分类信息和设定的功率分配策略，将控制指令下发到风机控制系统，由所述风机控制系统控制各类机组。本发明能良好的对风电场有功功率进行控制和分析以保证风电场的安全可靠运行。
【专利说明】—种风电场层有功功率控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风电发电相关技术，尤其涉及一种风电场层有功功率控制系统和方法。
【背景技术】
[0002]风电场利用风能并结合一系列发电机器从而发到用风发电的目的，是一种环保高洁的发电方法。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电；它由机头、转体、尾翼、叶片组成，各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13?25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
[0003]但目前，大规模风电的并网给电网调度、调峰带来很大的挑战，2009年国家电网颁布的风电场接入电网规定中明确指出风电场必须具备有功功率调节能力，并根据电力系统调度中心指令控制其有功功率输出，以确保风电场最大输出功率及功率变化率不超过调度中心指定值，由于风电场具有时间和空间上的动态变化性，这种复杂的动态变化特性要求风电场管理系统具备良好的控制功能和分析功能以保证风电场的安全可靠运行。
【发明内容】
[0004]以下给出对要求保护的主题的各种方面的简化概述以力图提供对这些方面的基本理解。本概述不是对所有构想到的方面的详尽纵览，且既非旨在指认出关键性或决定性要素，也非旨在描述这些方面的范围。其唯一目的是以简化的形式给出所公开方面的一些概念，作为稍后给出的更详细描述的前序。
[0005]根据一方面，本文中描述了一种风电场层有功功率控制系统，包括功率整定装置和功率分配装置，其中，所述功率整定装置，用于根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类；接收上级调度系统下发的功率指令，得到整定指令和一个控制周期的待分配功率，判断风场需要升出力还是降出力，根据判断的处理模式，将是否出力指发送到相应的所述功率分配装置；所述功率分配装置，用于根据当前机组分类信息和设定的功率分配策略，将控制指令下发到风机控制系统，由所述风机控制系统控制各类机组。
[0006]较佳地，所述功率整定装置，用于根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类具体包括:用于将机组分成六类:第I类为正常限功率运行机组；第2类为正常不可限功率运行机组即只可通过停机方式来降功率运行的机组；第3类为下一控制周期待启动机组包括故障已恢复的机组和空转的机组；第4类为下一控制周期待停机检修的机组；第5类为已停机的机组；第6类为不可控机组，即因通信故障而无法接受控制系统控制的机组。
[0007]较佳地，所述功率整定装置，还用于基于机组分类结果设有功功率控制分配算法，所述有功功率控制分配算法包括升功率算法和降功率算法。
[0008]较佳地，所述功率整定装置，还用于判断给定功率目标值比全场功率实发值大时，则判定风电场内机组总功率需要升高；所述功率分配装置，还用于根据所述功率整定装置的判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配；其中，所述功率分配装置，还用于根据所述功率整定装置的判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配具体包括:由于第4类机组在下一控制周期均处于停机状态，所述功率分配装置用于不对所述第4类机组进行功率分配；第6类机组不可控，则无法下达功率指令，待分配的的功率指令去掉所述第6类机组下一周期的功率变化值，由于第6类机组出现通信故障，所述风电场监控与数据采集(SCADA)系统无法采集到相关功率信息，故所述风功率预测系统根据下一周期预测的风速参考风速功率表来预测功率，由此可得本周期待提升的总功率，所述功率分配装置用于将所得待分配功率分配给第1、2、3类机组，具体分配方法如下:所述功率分配装置，用于首先计算第I类机组的升功率裕度，若第I类机组的升功率裕度大于等于待分配功率，则无需调节其他机组，将第I类机组按取消限功率后可增加功率大小从高到低排序，并依次取消限功率，并与需要升高的值进行比对直到累加的取消限功率后增量达到或接近所需提升的功率，根据所缺功率从剩下的机组中选取功率合适的机组取消限功率；若第I类机组的升功率裕度小于待分配功率，计算所有第3类待启动机组启动后可提升的功率裕度；若加上第I类机组的可提升功率裕度之后大于等于待分配功率，则先取消所有第I类机组的限功率，然后将第3类机组按容量大小从高到低排序，依次启动机组,直到启动机组后增量达到或接近除取消限功率后仍缺少的功率，根据所缺功率大小选取合适的机组启动；若加上第I类机组的可提升功率裕度之后小于待分配功率，则确定启动第5类已停机机组，此时需要从功率最大的机组开始按顺序依次启动，并判断是否满足升功率要求，若仍不能满足则退出循环，进入等待过程，然后进入下一次检测及控制。
[0009]较佳地，所述功率整定装置，还用于判断给定功率目标值比全场功率实发值小，SP需要降低风场的出力；所述功率分配装置，用于对各类机组优先进行功率控制的顺序为第4类机组，第I类机组，第6类机组，第2类机组，由于第5类机组已经停机所以此次降功率分配不包括该类机组，而第3类机组下一周期即将启动，所以待分配的功率指令要加上下一周期的功率变化值后得到待降低的指令功率；根据分组信息对功率进行分配:所述功率整定装置，用于先停止下一控制周期停机待检修的第4类机组的运行得到可以降低功率裕度，若可降低的功率裕度大于等于指令值，则不对其他风机进行控制；若可降低的功率裕度小于指令值，则轮询所有第I类机组，并计算所有机组限定功率后将能减少的功率裕度，若两组机组能减少的功率裕度之和大于等于指令值，则将所有可限功率机组按照最小功率发电时可以降低的功率值从高到底梯度排序，并依次对机组进行限功率，并与需要降低的值进行比对，直到累加的降功率值与停机所降的功率值达到或接近所需降低的功率，根据仍然需要降低的功率从剩下的机组中选取功率合适的机组进行限功率微调；若两组机组能减少的功率裕度之和小于指令值，则将第六类不可控机组按下一周期可发功率值由高到低梯度排序，依次停机，并与需要降低的值进行比对，直到停机组后累加的降功率达到或接近需降的功率，再根据所缺功率大小在剩下的不可控机组选取合适的机组停机；如上循环，直到累加值大于或等于超过的值才退出循环进入等待过程，然后进行下一次检测及控制。
[0010]根据另一方面，本文描述一种风电场层有功功率控制方法，其中，所述方法包括:风电场层有功功率控制系统根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类；所述风电场层有功功率控制系统接收上级调度系统下发的功率指令，得到整定指令和一个控制周期的待分配功率，判断风场需要升出力还是降出力；所述风电场层有功功率控制系统根据当前机组分类信息和设定的功率分配策略，将控制指令下发到风机控制系统，由所述风机控制系统控制各类机组。
[0011]较佳地，所述风电场层有功功率控制系统根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类具体包括:所述风电场层有功功率控制系统将机组分成六类:第I类为正常限功率运行机组；第2类为正常不可限功率运行机组即只可通过停机方式来降功率运行的机组;第3类为下一控制周期待启动机组包括故障已恢复的机组和空转的机组;第4类为下一控制周期待停机检修的机组；第5类为已停机的机组；第6类为不可控机组，即因通信故障而无法接受控制系统控制的机组。
[0012]较佳地，所述方法还包括:基于机组分类结果设有功功率控制分配算法，所述有功功率控制分配算法包括升功率算法和降功率算法。
[0013]较佳地，所述方法还包括:判断给定功率目标值比全场功率实发值大时，则判定风电场内机组总功率需要升高；根据判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配；其中，所述根据所述判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配具体包括:由于第4类机组在下一控制周期均处于停机状态，不对所述第4类机组进行功率分配；第6类机组不可控，则无法下达功率指令，待分配的的功率指令去掉所述第6类机组下一周期的功率变化值，由于第6类机组出现通信故障，所述风电场监控与数据采集(SCADA)系统无法采集到相关功率信息，故所述风功率预测系统根据下一周期预测的风速参考风速功率表来预测功率，由此可得本周期待提升的总功率，将所得待分配功率分配给第1、2、3类机组，具体分配方法如下:首先计算第I类机组的升功率裕度，若第I类机组的升功率裕度大于等于待分配功率，则无需调节其他机组，将第I类机组按取消限功率后可增加功率大小从高到低排序，并依次取消限功率，并与需要升高的值进行比对直到累加的取消限功率后增量达到或接近所需提升的功率，根据所缺功率从剩下的机组中选取功率合适的机组取消限功率；若第I类机组的升功率裕度小于待分配功率，计算所有第3类待启动机组启动后可提升的功率裕度；若加上第I类机组的可提升功率裕度之后大于等于待分配功率，则先取消所有第I类机组的限功率，然后将第3类机组按容量大小从高到低排序，依次启动机组,直到启动机组后增量达到或接近除取消限功率后仍缺少的功率，根据所缺功率大小选取合适的机组启动；若加上第I类机组的可提升功率裕度之后小于待分配功率，则确定启动第5类已停机机组，此时需要从功率最大的机组开始按顺序依次启动，并判断是否满足升功率要求，若仍不能满足则退出循环，进入等待过程，然后进入下一次检测及控制。
[0014]较佳地，所述根据所述功率整定装置的判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配具体包括:判断给定功率目标值比全场功率实发值小，即需要降低风场的出力，对各类机组优先进行功率控制的顺序为第4类机组，第I类机组，第6类机组，第2类机组，由于第5类机组已经停机所以此次降功率分配不包括该类机组，而第3类机组下一周期即将启动，所以待分配的功率指令要加上下一周期的功率变化值后得到待降低的指令功率；根据分组信息对功率进行分配:先停止下一控制周期停机待检修的第4类机组的运行得到可以降低功率裕度，若可降低的功率裕度大于等于指令值，则不对其他风机进行控制；若可降低的功率裕度小于指令值，则轮询所有第I类机组，并计算所有机组限定功率后将能减少的功率裕度，若两组机组能减少的功率裕度之和大于等于指令值，则将所有可限功率机组按照最小功率发电时可以降低的功率值从高到底梯度排序，并依次对机组进行限功率，并与需要降低的值进行比对，直到累加的降功率值与停机所降的功率值达到或接近所需降低的功率，根据仍然需要降低的功率从剩下的机组中选取功率合适的机组进行限功率微调；若两组机组能减少的功率裕度之和小于指令值，则将第六类不可控机组按下一周期可发功率值由高到低梯度排序，依次停机，并与需要降低的值进行比对，直到停机组后累加的降功率达到或接近需降的功率，再根据所缺功率大小在剩下的不可控机组选取合适的机组停机；如上循环，直到累加值大于或等于超过的值才退出循环进入等待过程，然后进行下一次检测及控制。
[0015]与现有技术相比，本发明描述的风电场层有功功率控制系统和方法，能良好的对风电场有功功率进行控制和分析以保证风电场的安全可靠运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，在相似标号指代着相似单元的以下附图的各图中通过例子而不是通过限制来说明本发明，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为本发明一实施例的一种风电场层控制系统结构不意图；
[0018]图2为本发明另一实施例的一种风电场层有功功率控制系统的有功功率控制方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
[0020]如图1所示，为本发明一实施例的一种风电场层控制系统结构示意图，所述风电场层控制系统包括风电场层有功功率控制系统10，风机控制系统11，风电场监控与数据采集(SCADA)系统12，上级调度系统13和风功率预测系统14，其中，所述风电场层有功功率控制系统10进一步包括相互通信连接的功率整定装置101和功率分配装置102。其中风机控制系统11，风电场监控与数据采集(SCADA)系统12，上级调度系统13和风功率预测系统14均分别与所述风电场层有功功率控制系统10通信连接。
[0021]所述功率整定装置101，用于根据所述风电场监控与数据采集(SCADA)系统12采集到的风力发电机组的机组运行信息和从所述风功率预测系统14得到的超短期预测功率等信息将机组分类；接收所述上级调度系统13下发的功率指令，得到整定指令和一个控制周期的待分配功率，判断风场需要升出力还是降出力，据判断的处理模式，将是否出力指发送到相应的所述功率分配装置102。
[0022]所述功率分配装置102，用于根据当前机组分类信息和设定的功率分配策略，将控制指令下发到所述风机控制系统11，由所述风机控制系统11控制各类机组。
[0023]所述风机控制系统11，用于接收所述风电场层有功功率控制系统10的控制指令，进行风力发电机组控制。
[0024]所述风电场监控与数据采集(SCADA)系统12，用于采集风力发电机组的机组运行信息，例如通信、故障、实时功率等状态信息，并向所述风电场层有功功率控制系统10发送。
[0025]所述上级调度系统13，用于向所述风电场层有功功率控制系统10发送功率指令。
[0026]所述风功率预测系统14，用于预测超短期功率等信息，并向所述风电场层有功功率控制系统10发送。
[0027]如图2所示，为本发明另一实施例的一种风电场层有功功率控制系统的有功功率控制方法流程示意图。
[0028]步骤201，风电场层有功功率控制系统10根据所述风电场监控与数据采集(SCADA)系统12采集到的风力发电机组的机组运行信息和从所述风功率预测系统14得到的超短期预测功率等信息将机组分类。
[0029]所述风电场层有功功率控制系统10将机组分成六类:第I类为正常限功率运行机组;第2类为正常不可限功率运行机组即只可通过停机方式来降功率运行的机组；第3类为下一控制周期待启动机组包括故障已恢复的机组和空转的机组；第4类为下一控制周期待停机检修的机组；第5类为已停机的机组；第6类为不可控机组，即因通信故障而无法接受控制系统控制的机组。
[0030]步骤202，所述风电场层有功功率控制系统10接收所述上级调度系统13下发的功率指令，得到功率整定指令，得到一个控制周期的待分配功率，判断风场需要升出力还是降出力。
[0031]步骤203，所述风电场层有功功率控制系统10根据判断的处理模式，当前机组分类信息和设定的功率分配策略，将控制指令下发到所述风机控制系统11，由所述风机控制系统11控制各类机组。
[0032]所述风电场层有功功率控制系统10基于机组分类结果设有功功率控制分配算法，即分为升功率算法和降功率算法。
[0033]所述风电场层有功功率控制系统10的升功率算法如下所述。
[0034]所述功率整定装置101判断给定功率目标值比全场功率实发值大时，则判定风电场内机组总功率需要升高，所述功率分配装置102根据所述功率整定装置101的判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配。例如由于第4类机组在下一控制周期均处于停机状态，因此不对所述第4类机组进行功率分配。第6类机组不可控，则无法下达功率指令，待分配的的功率指令要去掉所述第6类机组下一周期的功率变化值，由于第6类机组出现通信故障，所述风电场监控与数据采集(SCADA)系统12无法采集到相关功率信息，故所述风功率预测系统14可以根据下一周期预测的风速参考风速功率表来预测功率，由此可得本周期待提升的总功率，所述功率分配装置102将所得待分配功率分配给第1、2、3类机组，具体分配方法如下:所述功率分配装置102首先计算第I类机组的升功率裕度，若第I类机组的升功率裕度大于等于待分配功率，则无需调节其他机组，将第I类机组按取消限功率后可增加功率大小从高到低排序，并依次取消限功率，并与需要升高的值进行比对直到累加的取消限功率后增量达到或接近所需提升的功率，根据所缺功率从剩下的机组中选取功率合适的机组取消限功率。若第I类机组的升功率裕度小于待分配功率，计算所有第3类待启动机组启动后可提升的功率裕度。若加上第I类机组的可提升功率裕度之后大于等于待分配功率，则先取消所有第I类机组的限功率，然后将第3类机组按容量大小从高到低排序，依次启动机组，直到启动机组后增量达到或接近除取消限功率后仍缺少的功率，根据所缺功率大小选取合适的机组启动。若加上第I类机组的可提升功率裕度之后小于待分配功率，则确定启动第5类已停机机组。此时需要从功率最大的机组开始按顺序依次启动，并判断是否满足升功率要求，若仍不能满足则退出循环，进入等待过程，然后进入下一次检测及控制。
[0035]所述风电场层有功功率控制系统10的降功率算法如下所述。
[0036]所述功率整定装置101判断给定功率目标值比全场功率实发值小，即需要降低风场的出力，对各类机组优先进行功率控制的顺序为第4类机组，第I类机组，第6类机组，第2类机组，由于第5类机组已经停机所以此次降功率分配不包括该类机组，而第3类机组下一周期即将启动，所以待分配的的功率指令要加上下一周期的功率变化值后得到待降低的指令功率。根据分组信息对功率进行分配。例如，先考虑停止下一控制周期停机待检修的第4类机组的运行得到可以降低功率裕度，若可降低的功率裕度大于等于指令值，则不对其他风机进行控制；若可降低的功率裕度小于指令值，则轮询所有第I类机组，并计算所有机组限定功率后将能减少的功率裕度，若两组机组能减少的功率裕度之和大于等于指令值，则将所有可限功率机组按照最小功率发电时可以降低的功率值从高到底梯度排序，并依次对机组进行限功率，并与需要降低的值进行比对，直到累加的降功率值与停机所降的功率值达到或接近所需降低的功率，根据仍然需要降低的功率从剩下的机组中选取功率合适的机组进行限功率微调。若两组机组能减少的功率裕度之和小于指令值，则将第六类不可控机组按下一周期可发功率值由高到低梯度排序，依次停机，并与需要降低的值进行比对，直到停机组后累加的降功率达到或接近需降的功率，再根据所缺功率大小在剩下的不可控机组选取合适的机组停机。如上循环，直到累加值大于或等于超过的值才退出循环进入等待过程，然后进行下一次检测及控制。
[0037]以上所述，以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种风电场层有功功率控制系统，其特征在于，包括功率整定装置和功率分配装置，其中， 所述功率整定装置，用于根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类；接收上级调度系统下发的功率指令，得到整定指令和一个控制周期的待分配功率，判断风场需要升出力还是降出力，根据判断的处理模式，将是否出力指发送到相应的所述功率分配装置； 所述功率分配装置，用于根据当前机组分类信息和设定的功率分配策略，将控制指令下发到风机控制系统，由所述风机控制系统控制各类机组。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功率整定装置，用于根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类具体包括:用于将机组分成六类:第I类为正常限功率运行机组;第2类为正常不可限功率运行机组即只可通过停机方式来降功率运行的机组；第3类为下一控制周期待启动机组包括故障已恢复的机组和空转的机组；第4类为下一控制周期待停机检修的机组；第5类为已停机的机组；第6类为不可控机组，即因通信故障而无法接受控制系统控制的机组。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述功率整定装置，还用于基于机组分类结果设有功功率控制分配算法，所述有功功率控制分配算法包括升功率算法和降功率算法。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于， 所述功率整定装置，还用于判断给定功率目标值比全场功率实发值大时，则判定风电场内机组总功率需要升高； 所述功率分配装置，还用于根据所述功率整定装置的判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配； 其中，所述功率分配装置，还用于根据所述功率整定装置的判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配具体包括: 由于第4类机组在下一控制周期均处于停机状态，所述功率分配装置用于不对所述第4类机组进行功率分配； 第6类机组不可控，则无法下达功率指令，待分配的功率指令去掉所述第6类机组下一周期的功率变化值，由于第6类机组出现通信故障，所述风电场监控与数据采集(SCADA)系统无法采集到相关功率信息，故所述风功率预测系统根据下一周期预测的风速参考风速功率表来预测功率，由此可得本周期待提升的总功率，所述功率分配装置用于将所得待分配功率分配给第1、2、3类机组，具体分配方法如下:所述功率分配装置，用于首先计算第I类机组的升功率裕度，若第I类机组的升功率裕度大于等于待分配功率，则无需调节其他机组，将第I类机组按取消限功率后可增加功率大小从高到低排序，并依次取消限功率，并与需要升高的值进行比对直到累加的取消限功率后增量达到或接近所需提升的功率，根据所缺功率从剩下的机组中选取功率合适的机组取消限功率；若第I类机组的升功率裕度小于待分配功率，计算所有第3类待启动机组启动后可提升的功率裕度；若加上第I类机组的可提升功率裕度之后大于等于待分配功率，则先取消所有第I类机组的限功率，然后将第3类机组按容量大小从高到低排序，依次启动机组，直到启动机组后增量达到或接近除取消限功率后仍缺少的功率，根据所缺功率大小选取合适的机组启动；若加上第I类机组的可提升功率裕度之后小于待分配功率，则确定启动第5类已停机机组，此时需要从功率最大的机组开始按顺序依次启动，并判断是否满足升功率要求，若仍不能满足则退出循环，进入等待过程，然后进入下一次检测及控制。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于， 所述功率整定装置，还用于判断给定功率目标值比全场功率实发值小，即需要降低风场的出力； 所述功率分配装置，用于对各类机组优先进行功率控制的顺序为第4类机组，第I类机组，第6类机组，第2类机组，由于第5类机组已经停机所以此次降功率分配不包括该类机组，而第3类机组下一周期即将启动，所以待分配的的功率指令要加上下一周期的功率变化值后得到待降低的指令功率；根据分组信息对功率进行分配:所述功率整定装置，用于先停止下一控制周期停机待检修的第4类机组的运行得到可以降低功率裕度，若可降低的功率裕度大于等于指令值，则不对其他风机进行控制；若可降低的功率裕度小于指令值，则轮询所有第I类机组，并计算所有机组限定功率后将能减少的功率裕度，若两组机组能减少的功率裕度之和大于等于指令值，则将所有可限功率机组按照最小功率发电时可以降低的功率值从高到底梯度排序，并依次对机组进行限功率，并与需要降低的值进行比对，直到累加的降功率值与停机所降的功率值达到或接近所需降低的功率，根据仍然需要降低的功率从剩下的机组中选取功率合适的机组进行限功率微调；若两组机组能减少的功率裕度之和小于指令值，则将第六类不可控机组按下一周期可发功率值由高到低梯度排序，依次停机，并与需要降低的值进行比对，直到停机组后累加的降功率达到或接近需降的功率，再根据所缺功率大小在剩下的不可控机组选取合适的机组停机；如上循环，直到累加值大于或等于超过的值才退出循环进入等待过程，然后进行下一次检测及控制。
6.—种风电场层有功功率控制方法,其特征在于,所述方法包括: 风电场层有功功率控制系统根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类； 所述风电场层有功功率控制系统接收上级调度系统下发的功率指令，得到整定指令和一个控制周期的待分配功率，判断风场需要升出力还是降出力； 所述风电场层有功功率控制系统根据当前机组分类信息和设定的功率分配策略，将控制指令下发到风机控制系统，由所述风机控制系统控制各类机组。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述风电场层有功功率控制系统根据风电场监控与数据采集(SCADA)系统采集到的风力发电机组的机组运行信息和从风功率预测系统得到的超短期预测功率信息将机组分类具体包括: 所述风电场层有功功率控制系统将机组分成六类:第I类为正常限功率运行机组；第2类为正常不可限功率运行机组即只可通过停机方式来降功率运行的机组；第3类为下一控制周期待启动机组包括故障已恢复的机组和空转的机组；第4类为下一控制周期待停机检修的机组?’第5类为已停机的机组；第6类为不可控机组，即因通信故障而无法接受控制系统控制的机组。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 基于机组分类结果设有功功率控制分配算法，所述有功功率控制分配算法包括升功率算法和降功率算法。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 判断给定功率目标值比全场功率实发值大时，则判定风电场内机组总功率需要升高； 根据判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配； 其中，所述根据所述判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配具体包括: 由于第4类机组在下一控制周期均处于停机状态，不对所述第4类机组进行功率分配； 第6类机组不可控，则无法下达功率指令，待分配的功率指令去掉所述第6类机组下一周期的功率变化值，由于第6类机组出现通信故障，所述风电场监控与数据采集(SCADA)系统无法采集到相关功率信息，故所述风功率预测系统根据下一周期预测的风速参考风速功率表来预测功率，由此可得本周期待提升的总功率，将所得待分配功率分配给第1、2、3类机组，具体分配方法如下:首先计算第I类机组的升功率裕度，若第I类机组的升功率裕度大于等于待分配功率，则无需调节其他机组，将第I类机组按取消限功率后可增加功率大小从高到低排序，并依次取消限功率，并与需要升高的值进行比对直到累加的取消限功率后增量达到或接近所需提升的功率，根据所缺功率从剩下的机组中选取功率合适的机组取消限功率;若第I类机组的升功率裕度小于待分配功率，计算所有第3类待启动机组启动后可提升的功率裕度；若加上第I类机组的可提升功率裕度之后大于等于待分配功率，则先取消所有第I类机组的限功率，然后将第3类机组按容量大小从高到低排序，依次启动机组，直到启动机组后增量达到或接近除取消限功率后仍缺少的功率，根据所缺功率大小选取合适的机组启动；若加上第I类机组的可提升功率裕度之后小于待分配功率，则确定启动第5类已停机机组，此时需要从功率最大的机组开始按顺序依次启动，并判断是否满足升功率要求，若仍不能满足则退出循环，进入等待过程，然后进入下一次检测及控制。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述功率整定装置的判断结果以及以上分组对各类风机进行功率分配具体包括: 判断给定功率目标值比全场功率实发值小，即需要降低风场的出力，对各类机组优先进行功率控制的顺序为第4类机组，第I类机组，第6类机组，第2类机组，由于第5类机组已经停机所以此次降功率分配不包括该类机组，而第3类机组下一周期即将启动，所以待分配的的功率指令要加上下一周期的功率变化值后得到待降低的指令功率；根据分组信息对功率进行分配:先停止下一控制周期停机待检修的第4类机组的运行得到可以降低功率裕度，若可降低的功率裕度大于等于指令值，则不对其他风机进行控制；若可降低的功率裕度小于指令值，则轮询所有第I类机组，并计算所有机组限定功率后将能减少的功率裕度，若两组机组能减少的功率裕度之和大于等于指令值，则将所有可限功率机组按照最小功率发电时可以降低的功率值从高到底梯度排序，并依次对机组进行限功率，并与需要降低的值进行比对，直到累加的降功率值与停机所降的功率值达到或接近所需降低的功率，根据仍然需要降低的功率从剩下的机组中选取功率合适的机组进行限功率微调；若两组机组能减少的功率裕度之和小于指令值，则将第六类不可控机组按下一周期可发功率值由高到低梯度排序，依次停机，并与需要降低的值进行比对，直到停机组后累加的降功率达到或接近需降的功率，再根据所缺功率大小在剩下的不可控机组选取合适的机组停机；如上循环，直到累加值大于或等于超过的值才退出循环进入等待过程，然后进行下一次检测及控制。
【文档编号】H02J3/46GK104184171SQ201410398436
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】冯兆红, 肖惜明, 张福杰, 贾铁军, 陈玉晶, 梅晓娟, 公维祥, 魏浩 申请人:上海电机学院