根據(jù)風(fēng)機(jī)出力按優(yōu)先級別分配的風(fēng)電場有功自動調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及根據(jù)風(fēng)機(jī)出力按優(yōu)先級別分配的風(fēng)電場有功自動調(diào)度方法，屬于電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，該方法包括：根據(jù)風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力將風(fēng)機(jī)分為普通風(fēng)機(jī)和標(biāo)桿風(fēng)機(jī)兩種類型進(jìn)行有功調(diào)度，優(yōu)先保證標(biāo)桿風(fēng)機(jī)滿發(fā)；將標(biāo)桿風(fēng)機(jī)從低到高的等級分為一級、二級、三級；級別高的優(yōu)先滿發(fā)；第三級的等級最高，不進(jìn)行限電控制；接收調(diào)度有功控制目標(biāo)，當(dāng)有功控制目標(biāo)≥裝機(jī)容量，調(diào)度指令為：所有風(fēng)機(jī)自由發(fā)電；有功控制目標(biāo)<裝機(jī)容量，對風(fēng)機(jī)出力進(jìn)行限電控制；上網(wǎng)有功<有功控制目標(biāo)*95％，則先按順序保證三級、二級、一級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)滿發(fā)，再調(diào)節(jié)普通風(fēng)機(jī)。該方法簡單易于實(shí)現(xiàn)，可提高風(fēng)電場發(fā)電量、減少風(fēng)機(jī)故障率。
【專利說明】根據(jù)風(fēng)機(jī)出力按優(yōu)先級別分配的風(fēng)電場有功自動調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)（EMS)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種考慮風(fēng)機(jī)出力 按優(yōu)先級別分配的風(fēng)電場有功自動調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，全國眾多大型風(fēng)電基地的建成投產(chǎn)，改變了原有的電源結(jié)構(gòu)，風(fēng)電對電網(wǎng) 的影響逐步增大，由只對局部電網(wǎng)的無功電壓影響，上升到對大電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的影響。國 家電網(wǎng)公司發(fā)布的《風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》指出："風(fēng)電場應(yīng)具備有功功率調(diào)節(jié)能力，能 根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令控制其有功功率輸出。為了實(shí)現(xiàn)對有功功率的控制，風(fēng)電場應(yīng)配置 有功功率控制系統(tǒng)，接收并自動執(zhí)行調(diào)度部門遠(yuǎn)方發(fā)送的有功功率控制信號。"按照規(guī)定要 求，風(fēng)電場應(yīng)積極建設(shè)有功功率自動控制系統(tǒng)，滿足電網(wǎng)公司要求，提高電網(wǎng)風(fēng)電功率自動 調(diào)節(jié)水平，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003] 電力系統(tǒng)傳統(tǒng)意義上的自動有功控制（AGC)系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)對象為火力發(fā)電機(jī)組 和水力發(fā)電機(jī)組，在確保電網(wǎng)頻率穩(wěn)定方面發(fā)揮了重要作用。借鑒電網(wǎng)調(diào)度原EMS系統(tǒng)中 AGC模塊成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，風(fēng)電有功自動控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)EMS和風(fēng)電場實(shí)時數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)的實(shí)時信息、系統(tǒng)發(fā)電計(jì)劃以及風(fēng)電場功率預(yù)測系統(tǒng)信息，通過對風(fēng)電場上網(wǎng)有功功 率的控制調(diào)節(jié)，達(dá)到對大型風(fēng)電場內(nèi)幾十臺風(fēng)電機(jī)組的有功功率控制。
[0004] 在實(shí)際運(yùn)行中，電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)將每個大型風(fēng)電場看成一臺機(jī)組，作為系統(tǒng) 的控制對象。電網(wǎng)調(diào)度端AGC系統(tǒng)參考發(fā)電計(jì)劃和風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果進(jìn)行指令計(jì)算，然后發(fā) 送有功功率指令到風(fēng)電場端AGC模塊。風(fēng)電AGC模塊根據(jù)接收到的調(diào)度有功功率指令通過 分配計(jì)算出每臺風(fēng)機(jī)的有功輸出目標(biāo)，最后將目標(biāo)下發(fā)到每臺風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)功率的調(diào)節(jié)。
[0005] 考慮到風(fēng)電場內(nèi)的集電線路、變壓器等有功損耗，調(diào)度端的有功功率指令實(shí)際是 指風(fēng)電場送出線路的上網(wǎng)總有功，而不是風(fēng)電場內(nèi)所有風(fēng)機(jī)的有功總加。現(xiàn)實(shí)中為簡化系 統(tǒng)接線，風(fēng)電場大多采用一回線路接入電力系統(tǒng)，此時調(diào)度端下發(fā)給風(fēng)電場的有功功率指 令其實(shí)只有一個數(shù)值。風(fēng)電場AGC模塊雖然需要控制場內(nèi)幾十臺風(fēng)機(jī)的有功出力，但最終 只要使風(fēng)電場送出線路的上網(wǎng)總有功達(dá)到調(diào)度有功控制指令值即可。
[0006] 目前風(fēng)電場本著"搶電量、提效率"的目標(biāo)對風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行提出了更高的要 求。比如要求選擇性能優(yōu)良、風(fēng)力條件好的風(fēng)機(jī)作為標(biāo)桿風(fēng)機(jī)，以有利于提高風(fēng)電場利用小 時；風(fēng)電場中風(fēng)機(jī)因地理位置、設(shè)備性能、季節(jié)變化等因素發(fā)電能力不盡相同，應(yīng)優(yōu)先保證 出力大的風(fēng)機(jī)運(yùn)行；安裝在地理環(huán)境較差、較遠(yuǎn)的風(fēng)機(jī)，因各種自然原因（大雪封路、行車 困難等）發(fā)生故障后可能導(dǎo)致檢修困難，應(yīng)盡量減少此類風(fēng)機(jī)的操作，減少故障發(fā)生率。傳 統(tǒng)的按比例、按裕度等兩種風(fēng)電場有功控制方法已經(jīng)不再滿足這類新的要求，需要研究一 種新的風(fēng)電場有功控制方法來適應(yīng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種根據(jù)風(fēng)機(jī)出力按優(yōu)先級別 分配的風(fēng)電場有功自動調(diào)度方法，該方法簡單易于實(shí)現(xiàn)，可以充分發(fā)揮不同性能風(fēng)機(jī)的有 功輸出能力，性能好的風(fēng)機(jī)多發(fā)電、性能差的風(fēng)機(jī)少調(diào)節(jié)，從而提高風(fēng)電場發(fā)電量、減少風(fēng) 機(jī)故障率。
[0008] 本發(fā)明提出的根據(jù)風(fēng)機(jī)出力按優(yōu)先級別分配的風(fēng)電場有功自動調(diào)度方法，包括以 下步驟：
[0009] 1)根據(jù)風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力將風(fēng)機(jī)分為普通風(fēng)機(jī)和標(biāo)桿風(fēng)機(jī)兩種類型進(jìn)行有功調(diào)度， 優(yōu)先保證標(biāo)桿風(fēng)機(jī)滿發(fā)；
[0010] 2)將標(biāo)桿風(fēng)機(jī)從低到高的等級分為一級、二級、三級；級別高的優(yōu)先滿發(fā)；第三級 的等級最1?，不進(jìn)行限電控制：
[0011] 3)接收調(diào)度有功控制目標(biāo)，當(dāng)有功控制目標(biāo)>裝機(jī)容量，調(diào)度指令為：所有風(fēng)機(jī) 自由發(fā)電；
[0012] 4)有功控制目標(biāo)〈裝機(jī)容量，對風(fēng)機(jī)出力進(jìn)行限電控制；
[0013] 4. 1)有功控制目標(biāo)〉標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和，調(diào)度指令為：只調(diào)節(jié)普通風(fēng)機(jī)，將有功控 制目標(biāo)與標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和的差值，平均分配給普通風(fēng)機(jī)。
[0014] 4. 2)有功控制目標(biāo)〈標(biāo)桿風(fēng)機(jī)總和，調(diào)度指令為：停止所有普通風(fēng)機(jī)，且降標(biāo)桿風(fēng) 機(jī)有功至控制目標(biāo)：若，
[0015] 4. 2. 1)二、三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功之和〈有功控制目標(biāo)〈標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功總和，只降一級 標(biāo)桿風(fēng)機(jī)出力；若，
[0016] 4. 2. 2)三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功之和〈有功控制目標(biāo)〈二、三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功總和，停一 級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)，降二級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)；
[0017] 5)上網(wǎng)有功〈有功控制目標(biāo)*95%，則調(diào)度指令為：（升有功）先按順序保證三級、 二級、一級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)滿發(fā)，再調(diào)節(jié)普通風(fēng)機(jī)。
[0018] 本發(fā)明提出的考慮風(fēng)機(jī)出力按優(yōu)先級別分配的風(fēng)電場有功自動控制方法，其優(yōu)點(diǎn) 是：本發(fā)明方法針對風(fēng)電場風(fēng)機(jī)由于設(shè)備性能差異、所處地理位置差異等原因需要采取不 同優(yōu)先級別的有功控制特點(diǎn)，將風(fēng)電場多個風(fēng)電機(jī)組（幾十到上百臺）劃分為標(biāo)桿風(fēng)機(jī)和 非標(biāo)桿風(fēng)機(jī)兩類，標(biāo)桿風(fēng)機(jī)優(yōu)先發(fā)電。在標(biāo)桿風(fēng)機(jī)中，再分別劃分為一、二、三個級別，級別 高的標(biāo)桿風(fēng)機(jī)優(yōu)先發(fā)電，三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)不限電。通過工程實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，這種方法簡單易于 實(shí)現(xiàn)，可以充分發(fā)揮不同性能風(fēng)機(jī)的有功輸出能力，性能好的風(fēng)機(jī)多發(fā)電、性能差的風(fēng)機(jī)少 調(diào)節(jié)，從而提高風(fēng)電場發(fā)電量、減少風(fēng)機(jī)故障率。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面以某風(fēng)電場考慮風(fēng)機(jī)出力按優(yōu)先級別分配的風(fēng)電場有功自動調(diào)度的一個具 體實(shí)施例，介紹本發(fā)明的自動調(diào)度方法：
[0020] 該實(shí)施例的風(fēng)電場總裝機(jī)容量為99. 5MW，包括一期聯(lián)合動力33臺1. 5MW風(fēng)機(jī)、二 期重慶海裝25臺2. 0MW風(fēng)機(jī)。具體調(diào)度方法如下：
[0021] 1)根據(jù)風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力將風(fēng)機(jī)分為普通風(fēng)機(jī)和標(biāo)桿風(fēng)機(jī)兩種類型進(jìn)行有功調(diào)度， 優(yōu)先保證標(biāo)桿風(fēng)機(jī)滿發(fā)；
[0022] 2)將標(biāo)桿風(fēng)機(jī)從低到高的等級分為一級、二級、三級；級別高的優(yōu)先滿發(fā)；第三級 的等級最1?，不進(jìn)行限電控制：
[0023] 本實(shí)施例的風(fēng)電場風(fēng)機(jī)分布在場內(nèi)4條集電線上。根據(jù)風(fēng)機(jī)尾流波動性對風(fēng)機(jī)有 功功率的影響，將每條集電線上首個風(fēng)機(jī)、中間位置的風(fēng)機(jī)和最后一個風(fēng)機(jī)作為標(biāo)桿風(fēng)機(jī)， 且分別列為三級、二級和一級；級別高的優(yōu)先滿發(fā)；第三級的等級最高，不進(jìn)行限電控制： 本實(shí)施例中
[0024] 一級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)共8. 5MW :其中，
[0025] 一期為：#20風(fēng)機(jī)、#25風(fēng)機(jī)、#33風(fēng)機(jī)、
[0026] 二期為：#46風(fēng)機(jī)、#47風(fēng)機(jī)；
[0027] 二級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)共7MW :
[0028] 一期為：#1風(fēng)機(jī)、#15風(fēng)機(jī)；
[0029] 二期為：#40風(fēng)機(jī)、#58風(fēng)機(jī)；
[0030] 三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)共7MW:
[0031] 一期為：#3風(fēng)機(jī)、#16風(fēng)機(jī)；
[0032] 二期為：#34風(fēng)機(jī)、#52風(fēng)機(jī)；
[0033] 普通風(fēng)機(jī)
[0034] 一期26臺，分別為：
[0035] #2風(fēng)機(jī)、#4?#14風(fēng)機(jī)、#17?#19風(fēng)機(jī)、#21?#24風(fēng)機(jī)、#26?#32風(fēng)機(jī)；
[0036] 二期19臺，分別為：
[0037] #35?#39風(fēng)機(jī)、#41?#45風(fēng)機(jī)、#48?#51風(fēng)機(jī)、#53?#57風(fēng)機(jī)；
[0038] 3)接收調(diào)度有功控制目標(biāo)，當(dāng)有功控制目標(biāo)>裝機(jī)容量，調(diào)度指令為：所有風(fēng)機(jī) 自由發(fā)電；
[0039] 4)有功控制目標(biāo)〈裝機(jī)容量，對風(fēng)機(jī)出力進(jìn)行限電控制；具體包括：
[0040] 4. 1)有功控制目標(biāo)〉標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和，調(diào)度指令為：只調(diào)節(jié)普通風(fēng)機(jī)，將有功控 制目標(biāo)與標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和的差值，平均分配給普通風(fēng)機(jī)；
[0041] 4.2)有功控制目標(biāo)〈標(biāo)桿風(fēng)機(jī)總和，調(diào)度指令為：停止所有普通風(fēng)機(jī)，降標(biāo)桿風(fēng)機(jī) 有功至控制目標(biāo)：若，
[0042] 4. 2. 1)二、三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功之和〈有功控制目標(biāo)〈標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功總和，只降一級 標(biāo)桿風(fēng)機(jī)出力；若
[0043] 4. 2. 2)三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功之和〈有功控制目標(biāo)〈二、三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功總和，停一 級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)，降二級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)；
[0044] 5)上網(wǎng)有功〈有功控制目標(biāo)*95%，則調(diào)度指令為：升有功：先按順序保證三級、 二級、一級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)滿發(fā)，再調(diào)節(jié)普通風(fēng)機(jī)。
[0045] 以下例舉4個典型調(diào)度指令，說明本實(shí)施例有功調(diào)度方法：
[0046] (1)調(diào)度有功控制目標(biāo)為99. 5麗，則有：功控制目標(biāo)99. 5麗彡裝機(jī)容量99. 5麗， 調(diào)度指令為：自由發(fā)電；
[0047] 2)調(diào)度有功控制目標(biāo)60麗、標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和22. 5麗，則有功控制目標(biāo)60麗> 標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和22. 5麗，調(diào)度指令為：只調(diào)節(jié)普通風(fēng)機(jī)，一期每臺風(fēng)機(jī)有功控制值為 (60-22. 5)* (1. 5*26/(1. 5*26+2*19))/26 = 0· 73，
[0048] 二期（60-22. 5) * (2*19八1· 5*26+2*19)) /19 = 0· 97 ;
[0049] (3)調(diào)度有功控制目標(biāo)20、標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和22. 5,則二、三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有
【權(quán)利要求】
1. 一種根據(jù)風(fēng)機(jī)出力按優(yōu)先級別分配的風(fēng)電場有功自動調(diào)度方法，其特征在于，包括 以下步驟： 1) 根據(jù)風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力將風(fēng)機(jī)分為普通風(fēng)機(jī)和標(biāo)桿風(fēng)機(jī)兩種類型進(jìn)行有功調(diào)度，優(yōu)先 保證標(biāo)桿風(fēng)機(jī)滿發(fā)； 2) 將標(biāo)桿風(fēng)機(jī)從低到高的等級分為一級、二級、三級；級別高的優(yōu)先滿發(fā)；第三級的等 級最1?，不進(jìn)行限電控制： 3) 接收調(diào)度有功控制目標(biāo)，當(dāng)有功控制目標(biāo)>裝機(jī)容量，調(diào)度指令為：所有風(fēng)機(jī)自由 發(fā)電； 4) 有功控制目標(biāo)〈裝機(jī)容量，對風(fēng)機(jī)出力進(jìn)行限電控制；具體為； 4. 1)有功控制目標(biāo)〉標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和，調(diào)度指令為：只調(diào)節(jié)普通風(fēng)機(jī)，將有功控制目 標(biāo)與標(biāo)桿風(fēng)機(jī)功率總和的差值，平均分配給普通風(fēng)機(jī)。 4.2)有功控制目標(biāo)〈標(biāo)桿風(fēng)機(jī)總和，調(diào)度指令為：停止所有普通風(fēng)機(jī)，且降標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有 功至控制目標(biāo)：若， 4. 2. 1)二、三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功之和〈有功控制目標(biāo)〈標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功總和，只降一級標(biāo)桿 風(fēng)機(jī)出力；若， 4. 2. 2)三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功之和〈有功控制目標(biāo)〈二、三級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)有功總和，停一級標(biāo) 桿風(fēng)機(jī)，降二級標(biāo)桿風(fēng)機(jī)； 5) 上網(wǎng)有功〈有功控制目標(biāo)*95%，則調(diào)度指令為：先按順序保證三級、二級、一級標(biāo)桿 風(fēng)機(jī)滿發(fā)，再調(diào)節(jié)普通風(fēng)機(jī)。
【文檔編號】H02J3/48GK104124715SQ201410390674
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】孫勇, 湯磊, 鄭太一, 王彬, 蔡宏毅, 吳文傳, 范國英, 張伯明, 楊國新, 孫宏斌, 曹政, 王崗紅 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司, 北京清大高科系統(tǒng)控制有限公司, 清華大學(xué)