一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法及系统与流程

本发明涉及新能源风电领域，更具体的，涉及一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法、系统、设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、风能作为一种可再生、不受地缘政治和能源价格波动的能源，可以减少对传统能源的依赖，提高能源安全性。

2、风电场能量管理系统，又称风电场能量管理平台，是指当电网调度给风电场提供发电负荷调度指令时，要求风电场能量管理平台按照电网调度指令在规定的时间内，对风电场设备出力进行有效分配，达到压线执行的能力，提升发电量并达到电网公司对风电场有功和电压的考核要求。

3、目前，风电场能量管理系统的功率控制方法均需要在场站的中央服务器中采集各个风机的数据，并通过风力发电机有功功率、无功功率分配的控制方法进行数据计算，再下发到各个风机，进行整体全场功率控制。

4、目前的基于中心服务器的风电场能量管理系统，根据现场调研和反馈数据显示，上述的传统方式主要有以下不足：

5、1.风电场站的环境复杂，基于中心服务器模式的技术架构，一旦中心服务器出现宕机或者网络环境异常无法与风机主控通讯的情况下，风机会出现失控的情况，导致超出目标功率输出的现象。

6、2.因为中心服务器需要采集每一台风机的数据，复杂的算法运算完成每台风机功率分配指令值，然后实时下控到风机主控，每台风机的控制速度变慢，控制的精度变差。

7、针对上述问题，亟需一种新的风电场站能量动态平衡方法及系统。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法、系统、设备及计算机可读存储介质，方法通过读取关口表上的全场实时输出功率和agc设备的目标功率指令，通过分析功率调节因数等指标实现了对单个风机去中心化的计算功率的获得。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明第一方面，涉及一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法，方法包括：步骤1，在每台风机的机舱中安装计算设备，并将计算设备与风电场站侧的数据通信服务器进行连接；步骤2，指示当前计算设备通过数据通信服务器获取到风电场站中其他计算设备的实时运行数据、风电场站中关口电表记录的全场实时输出功率、风电场站中agc设备的目标功率指令；步骤3，基于全场实时输出功率、风电场站中agc设备的目标功率对当前风机的有功功率进行实时运算，以根据计算结果为当前风机分配计算功率，并通过当前计算设备将计算功率发送给当前风机以实现风机变桨；步骤4，在当前风机变桨后，将当前计算设备中的当前风机的实时运行数据通过udp协议发送至数据通信服务器中，以实现数据通信服务器中当前计算设备的实时运行数据的更新。

4、优选的，计算设备采用可编程逻辑控制器实现。

5、优选的，实时运行数据至少包括所述风机的实时功率、所述风机的变桨角度、所述风机的额定功率、当前风速、当前风向。

6、优选的，步骤3中，还包括：

7、对所述风电场站的全场额定功率进行采集，并判断所述风电场站中agc设备的目标功率是否大于等于所述全场额定功率；

8、当所述风电场站中agc设备的目标功率大于等于所述全场额定功率时，所述计算功率为所述当前风机的额定功率；

9、当所述风电场站中agc设备的目标功率小于所述全场额定功率时，所述计算功率与所述全场实时输出功率相关。

10、优选的，计算功率与所述全场实时输出功率相关，还包括：

11、所述计算功率为

12、

13、式中，p0为所述当前计算设备计算前的实时运行功率；

14、β为所述当前风机的功率调节因数；

15、p1为所述风电场站中agc设备的目标功率，

16、p2为所述风电场站的全场实时输出功率，

17、s为所述风电场站中风机的数量。

18、优选的，当前风机的功率调节因数为

19、

20、为当前风机的变桨角度，

21、θs为所述风电场站中任意风机s的变桨角度，

22、且有，s的取值范围在1到s之间。

23、优选的，步骤3中，还包括：

24、所述计算设备将所述计算功率发送至所述当前风机中的控制模块，所述控制模块基于所述计算功率、当前风速和当前风向调整风机变桨角度，并将调整后的所述风机变桨角度反馈至所述计算设备中；

25、所述计算设备接收到所述控制模块发出的风机变桨信号和调整后的所述风机变桨角度后，更新所述实时运行数据。

26、本发明第二方面，涉及一种利用本发明第一方面中方法的一种去中心化的风电场站能量动态平衡系统，系统包括agc设备、关口电表和多台风机；其中，在每台风机的机舱中安装计算设备，并将所述计算设备与风电场站侧的数据通信服务器进行连接；计算设备，通过所述数据通信服务器获取到所述风电场站中其他计算设备的实时运行数据、所述风电场站中关口电表记录的全场实时输出功率、所述风电场站中agc设备的目标功率指令；以及，所述计算设备基于所述全场实时输出功率、所述风电场站中agc设备的目标功率对当前风机的有功功率进行实时运算，以根据计算结果为所述当前风机分配计算功率，并通过所述当前计算设备将所述计算功率发送给当前风机以实现风机变桨；在当前风机变桨后，所述计算设备将所述当前计算设备中的所述当前风机的实时运行数据通过udp协议发送至所述数据通信服务器中，以实现所述数据通信服务器中所述当前计算设备的实时运行数据的更新。

27、本发明第三方面，涉及一种计算设备，包括处理器及存储介质；存储介质用于存储指令；处理器用于根据所述指令进行操作以执行本发明第一方面中方法的步骤。

28、本发明第四方面，涉及计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面中方法的步骤。

29、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中的一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法、系统、设备及计算机可读存储介质，方法通过读取关口表上的全场实时输出功率和agc设备的目标功率指令，通过分析功率调节因数等指标实现了对单个风机去中心化的计算功率的获得。本发明计算方法独立、控制实时快速、确保了对风机群的有效精准控制。

30、本发明的有益下过还包括：

31、1、本发明的优势在于当场站的中心服务器出现宕机或者网络环境异常无法与风机主控通讯的情况下，也能保持风机的有效控制，避免出现风机失控，场站功率超发的问题。并且，本发明在控制环节中精细到具体的单机运算，运算速度更快，控制更加精准。

32、2、通过去中心化设计的风电能量管理系统，在每台风机的机舱中安装独立的计算设备，实现单机的独立计算控制，在场站侧安装数据通讯服务器，使每台风机中的计算设备可以通过数据通讯服务器获取到其它风机的数据参与的单机的实时运算控制设备中，从而达到了风电场站中风机群的有效控制。

技术特征：

1.一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法，其特征在于：

8.一种利用权利要求1-7任一项权利要求所述方法的一种去中心化的风电场站能量动态平衡系统，其特征在于：

9.一种计算设备，包括处理器及存储介质；其特征在于：

10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结
一种去中心化的风电场站能量动态平衡方法及系统，方法包括：步骤1，在每台风机的机舱中安装计算设备，并将计算设备与风电场站侧的数据通信服务器进行连接；步骤2，指示当前计算设备通过数据通信服务器获取到风电场站中其他计算设备的实时运行数据、关口电表记录的全场实时输出功率、AGC设备的目标功率指令；步骤3，基于全场实时输出功率、AGC设备的目标功率对当前风机的有功功率进行实时运算，以根据计算结果为当前风机分配计算功率，并将计算功率发送给当前风机以实现风机变桨；步骤4，在当前风机变桨后，将当前计算设备中的当前风机的实时运行数据通过UDP协议发送至数据通信服务器中，实现当前计算设备的实时运行数据更新。

技术研发人员：关铜,米路中,李明
受保护的技术使用者：国能信控互联技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12