多场风力发电系统的制作方法
【专利说明】多场风力发电系统
[0001]置量
本发明的实施例大体上涉及发电系统，并且更具体地涉及用于控制风力发电系统的系统及方法。
[0002]风场包括遍布在较大陆地面积上的风力涡轮，其利用风能生成用于公用用途的电力。风场联接至电网，且预期在固定功率额定值下给电网提供约定或预测的电量。然而，由于风能中的非可控的变化，如风速，故很难在固定功率额定值下连续地提供约定的电量，且从风场供应的电力与约定的电量之间总是存在一些差异。
[0003]在风场不能供应约定电力的情形中用于补偿的一种途径是从相邻的备用发电机购买电力。另一途径是在风场中使用辅助能量储存。然而，这些途径中的每一种均增加了由风场生成的电力的成本，且因此导致了消费者的较高成本或发电组织的损失。例如，辅助能量储存的使用产生额外的安装、操作和维护成本。
[0004]因此，需要一种解决前述问题的改进的系统。
[0005]概要描沐
简言之，根据一个实施例，提供了一种多场风能调度管理系统。该多场风能调度管理系统包括风力涡轮调度控制器，以用于至少部分地基于风场构件操作参数来控制相应的风场中的相应风场构件的风能调度。该多场风能调度管理系统还包括用于接收相应风场构件操作参数和生成相应场水平操作参数的风场调度管理系统。该多场风能调度管理系统还包括用于接收场水平操作参数和生成相应组水平操作参数的组调度管理系统，其中各个组调度管理系统联结到具有与电网的相应公共联接点的至少两个相应风场的至少两个相应风场调度管理系统。该多场风能调度管理系统还包括主调度管理系统，其执行以下步骤:接收组水平操作参数，基于组水平操作参数计算由风场构件生成的实时输出功率，确定实时输出功率与约定输出功率之间的差异；以及，基于差异生成基准命令，以用于控制风场构件操作参数、场水平操作参数、组水平操作参数中的至少一者或其组合以减小差异且调度约定输出功率。
[0006]在另一个实施例中，提供了一种用于调度风能的方法。该方法包括以下步骤:使用风参数来估计代表在一定时间间隔内从多个风场预计的各输出功率的总和的约定输出功率，从风场中的风场构件接收操作参数，通过综合相应风场的风场构件的操作参数来生成用于风场的场水平操作参数，以及通过综合联接到相应公共联接点的风场中的相应风场的场水平操作参数来计算组水平操作参数。该方法还包括:基于组水平操作参数来计算由风场构件生成的实时输出功率，确定实时输出功率与约定输出功率之间的差异，基于差异生成基准命令用于控制风场构件的操作参数来生成储备功率以用于减小差异，以及将基准命令传输至风力涡轮构件以用于调度实时功率和储备功率。
[0007]在还有另一个实施例中，提供了一种多场风能调度管理系统。该多场风能调度管理系统包括风力涡轮调度控制器，以用于至少部分地基于风场构件操作参数来控制相应风场中的相应风场构件的风能调度。该多场风能调度管理系统还包括用于接收操作参数和生成相应场水平操作参数的风场调度管理系统。该多场风能调度管理系统还包括主调度管理系统，其用于执行以下步骤:从各个风场调度管理系统接收场水平操作参数，基于场水平操作参数来计算由风场构件生成的实时输出功率，确定实时输出功率与约定输出功率之间的差异，以及基于差异生成基准命令用于控制风场构件操作参数、场水平操作参数中的至少一者或其组合以减小差异和调度约定输出功率。
[0008]附图
在参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中相似的标号表示贯穿附图的相似的部分，其中:
图1为根据本发明的实施例的示例性多场风能调度管理系统的示意图。
[0009]图2为根据本发明的实施例的示例性多场风能调度管理系统的备选实施例的示意图。
[0010]图3为根据本发明的实施例的示例性多场风能调度管理系统中的控制系统结构的框图。
[0011]图4为根据本发明的实施例的示例性多场风能调度管理系统的备选实施例的示意图。
[0012]图5为根据本发明的另一个实施例的控制系统结构的框图。
[0013]图6为根据本发明的实施例的描述用于在多场风能调度管理系统中调度约定功率的方法中涉及的步骤的流程图。
[0014]详细描沐
本发明的实施例包括一种多场风能调度管理系统，其包括风力涡轮调度控制器，用于至少部分地基于风场构件操作参数来控制相应风场中的相应风场构件的风能调度。多场风能调度管理系统还包括用于接收相应的风场构件操作参数和生成相应的场水平操作参数的风场调度管理系统。多场风能调度管理系统还包括用于接收场水平操作参数和生成相应的组水平操作参数的组调度管理系统，其中各个组调度管理系统联接到至少两个相应风场的至少两个相应风场调度管理系统，风场具有与电网的相应的公共联接点。多场风能调度管理系统还包括主调度管理系统，其执行以下步骤:接收组水平操作参数，计算由风场构件基于组水平操作参数生成的实时输出功率，确定实时输出功率与约定输出功率之间的差异；以及基于差异生成基准命令，以用于控制风场构件操作参数、场水平操作参数、组水平操作参数或其组合中的至少一者以减小差异且调度约定的输出功率。
[0015]图1为根据本发明的实施例的包括两个公共联接点102、104和两组调度管理系统106、108的示例性多场风能调度管理系统的示意图。多场风能调度系统10包括风场12、14、16、17，其经由两个公共联接点102和104联接到电网18。风场12、14联接到公共联接点102，且风场116和117联接到公共联接点104。风场112、114、116、117中的各个风场均包括生成输出功率22的风场构件20。
[0016]风场12、14和16、17还包括风力涡轮调度控制器34，其至少部分基于风场构件操作参数24来控制相应风场12、14、16、17中的风场构件20的风能调度。风场12、14、16、17的风力涡轮调度控制器34分别通信地联接到风场调度管理系统36、38、40、42，且从相应风场12、14、16、17中的各个风场构件20接收风场构件操作参数24。风场调度管理系统36、38,40,42通过综合各个风场12、14、16、17的风场构件操作参数24分别生成风场12、14、16,17的相应场水平操作参数37、39、41、43。如本文使用的〃综合〃意思是产生从各个风场12、14、16、17接收到的一组所有风场操作参数。
[0017]多场风能调度管理系统10还包括组调度管理系统106、108，其从风场调度管理系统36、38、40、42的各个风场调度管理系统接收场水平操作参数37、39、41、43，以及生成相应的组水平操作参数107和109。特别地，组调度管理系统的数目等于电网中的公共联接点的数目，且各个组调度管理系统联接到相应风场的风场调度管理系统，相应风场联接到相应公共联接点。例如，风场12、14联接到公共联接点102，且风场12、14的相应的风场调度管理系统36、38联接到组调度管理系统106。类似地，风场16、17联接到公共联接点104，且相应的风场调度管理系统40、42联接到组调度管理系统108。组调度管理系统106通过综合风场12、14的场水平操作参数37、39生成组水平操作参数107，且组调度管理系统108通过使用风场16的场水平操作参数41、43生成组水平操作参数109。
[0018]组调度管理系统102、104联接到多场风调度管理系统10中的主调度管理系统26。主调度管理系统10从相应的组调度管理系统102、104接收组水平操作参数107、109，且在