基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理系统的制作方法

本发明涉及风力发电机风能利用，特别是一种基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理系统，用于实现风电场能量管理。

背景技术：

1、风电一种清洁能源，但也具有强间歇性、随机波动性、低预测性和低可调度性等特点。当风电发电量占比较小时，由于电网系统本身能力的耐受性，电网运行控制中可以忽略。当风电发电量占比较大时，风电就必须纳入常规调度体系，融入电网发电计划、在线调度、实时控制等各个步骤。目前，能量管理系统已经成为风电场的标配，用来控制风力发电机的出力，使风电场发电量可调可控。当前的能量管理系统仅仅为了满足电网的要求，并没有考虑到风电机组本身的亚健康状态。由于制造、维护、部件本身以及风资源等差异性因素影响，每台机组大部件在运行几年后，风机的健康状态各不相同。如何在风电场功率调节的同时，又平衡每台机组健康状态就显得具有重要意义，这也是风力发电提质增效的重要方向。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术之不足，本发明之目的就是提供基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理控制方法，通过测量温度进行温度预测，进而计算大部件劣化度，依据劣化度协调控制风电场内风电机组的发电功率，可有效平衡每台机组健康状态，解决风电场进行功率调节时部分机组因温度高而停机的问题，进而提高整场发电量。

2、本发明解决的技术方案是：

3、一种基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理控制系统，该系统包括温度测量预测系统、场级运行温度基准库、能量管理系统、风机主控系统和agc系统，其中：

4、温度测量预测系统：测量环境温度、齿轮箱油槽温度、齿轮箱轴承温度、发电机轴承温度、主轴承温度、变桨轴承温度、变频器温度，并对各个温度进行校准判断；依据环境温度、部件温度、机组功率、机组转速搜索场级运行温度基准库，进行匹配预测；

5、场级运行温度基准库：根据机组历史环境温度、部件温度、机组功率统计拟合各条件下的部件温度基准值，生成场级运行数据库，并不断更新迭代；

6、能量管理系统：依据温度预测值计算部件劣化度，结合agc系统下发的风电场总功率指令和部件劣化度，智能分配风电场每台风电机组的有功设定值，将风机有功设定值发给各风机主控系统，实现风电场功率协调控制功能；

7、风机主控系统：依据能量管理系统下发的有功设定值调整风机的有功功率，并保持该状态运行；

8、agc系统：风电子站自动发电控制系统，接收电网调度指令。

9、与现有技术相比，本发明通过测量温度进行温度预测，进而计算大部件劣化度，依据劣化度协调控制风电场内风电机组的发电功率，可有效平衡每台机组健康状态，解决风电场进行功率调节时部分机组因温度高而停机的问题，进而提高整场发电量。本发明通过设置不断更新迭代的场级运行温度基准库，利用部件温度测量值，查找场级运行温度基准库中各风机部件温度的预测值。依据预测温度值计算部件劣化度，结合agc系统下发的风电场总功率指令和部件劣化度，能量管理系统智能分配风电场每台风电机组的有功设定值，将风机有功设定值发给各风机主控系统，实现风电场功率协调控制功能。一方面该系统采用动态更新的场级运行温度基准库，在模拟计算出场级运行温度基准库初始值后，随着机组运行时间的增加进行动态更新，减少由于风电场运维导致场级运行温度基准库的不准确性；另一方面该系统采用计算部件劣化度来配合风电场能管系统有功指令的分配，降低了部件的劣化程度，延长了部件的使用寿命，同时也提高了风电场长时间的控制精度，有良好的经济效益。

技术特征：

1.一种基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理系统，其特征在于，该系统包括温度测量预测系统、场级运行温度基准库、能量管理系统、风机主控系统和agc系统，其中：

2.根据权利要求1所述的基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理系统，其特征在于，所述场级运行温度基准库初始值计算过程为：

3.根据权利要求2所述的基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理系统，其特征在于，所述场级运行温度基准库迭代计算过程为：

4.根据权利要求1或2或3所述的基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理系统，其特征在于，所述温度测量预测系统计算过程为：

5.根据权利要求1所述的基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理系统，其特征在于，所述能量管理系统计算过程为：

技术总结
本发明涉及一种基于风力发电机组大部件温度的风电场能量管理系统，通过测量温度进行温度预测，进而计算大部件劣化度，依据劣化度协调控制风电场内风电机组的发电功率，可有效平衡每台机组健康状态，解决风电场进行功率调节时部分机组因温度高而停机的问题，进而提高整场发电量。本发明通过设置不断更新迭代的场级运行温度基准库，利用部件温度测量值，查找场级运行温度基准库中各风机部件温度的预测值。依据预测温度值计算部件劣化度，结合AGC系统下发的风电场总功率指令和部件劣化度，能量管理系统智能分配风电场每台风电机组的有功设定值，将风机有功设定值发给各风机主控系统，实现风电场功率协调控制功能。

技术研发人员：张会广,刘立群,蔡高原,李兵兵,赖右福,蔡金柱,任垚松,韩路路,魏庆海
受保护的技术使用者：中国大唐集团科学技术研究院有限公司中南电力试验研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12