一种风电场内机组有功分配协调方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于风力发电技术领域，特别涉及利用对风电场内不同类型机组进行分 类，考虑机组的出力特性，并按照机组的实际储存能量成比例分配，从而得到风电场内机组 有功分配协调的方法。
【背景技术】
[0002] 随着风力发电的大规模发展，风力发电系统侧调度将承受愈来愈大的随机性功 率调整压力。现有风电场多数占地面积较大、地形条件复杂，场内各区域机组具有不同的出 力特性，并且同一区域内的各机组可能存在各不相同的运行方式。因此，仅以简单的平均分 配方式处理场内机组的功率调节问题，必然不是最经济、最合理的分配方式。有必要依据各 区域内不同的机组出力特性及不同的机组运行方式对场内机组进行分类，并实施合理的协 调分配，从而使场内机组间的功率分配处于最佳状态。
[0003]目前已有的风电场内有功分配的方法大多数是利用超短期风电功率值，选取经济 性、出力与计划波动达到最小为优化目标，但是对不同机组的类型和出力特性考虑不足，且 计算方法复杂，计算量大。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，提供一种风电场内机组有功分配 协调方法。本方法能够给出较为合理的风电场内机组有功分配协调结果，且计算方法简 单，便于实际系统的应用。
[0005] 本发明提出的一种风电场内机组有功分配协调方法，其特征在于，该方法通过风 电机组平衡点稳定性分析得到风机临界转速，根据此临界转速对风电场内不同类型机组划 分为非受控机组和受控机组两类，根据两类机组的不同出力特性，对非受控机组和受控机 组采用不同的有功输出方式，并按照机组的实际储存能量将未平衡的能量在受控机组之间 成比例进行分配。
[0006] 该方法包括以下步骤：
[0007] 1)根据上级指令，判断是否调整风电场的参考输出功率；若是，则转到步骤2);若 否，则转到步骤3);
[0008] 2)根据上级指令中指定的电场的参考发电功率Pall，将新的风电场参考发电功率 设定为Pall;
[0009] 3)首先根据风电场参考发电曲线，计算风电场内单台风电机组的平均输出功率 Pavr如式（1):
【主权项】
1. 一种风电场内机组有功分配协调方法，其特征在于，该方法通过风电机组平衡点稳 定性分析得到风机临界转速，根据此临界转速对风电场内不同类型机组划分为非受控机组 和受控机组两类，根据两类机组的不同出力特性，对非受控机组和受控机组采用不同的有 功输出方式，并按照机组的实际储存能量将未平衡的能量在受控机组之间成比例进行分 配。
2. 如权利要求1所述方法，其特征在于，该方法包括W下步骤： 1) 根据上级指令，判断是否调整风电场的参考输出功率；若是，则转到步骤2);若否， 则转到步骤3); 2) 根据上级指令中指定的电场的参考发电功率Pali,将新的风电场参考发电功率设定 为P…； 3) 首先根据风电场参考发电曲线，计算风电场内单台风电机组的平均输出功率Pwt如 式（1):
(0式中，Pall为风电场的参考发电功 率，N为变速风电机组的总数； 4) 根据风电机组的机械转矩和电磁转矩曲线对风机进行平衡点稳定性分析，得到风电 机组的临界转速根据临界转速确定受控风电机组和非受控风电机组； 5) 根据非受控运行机组的风电机组固有的最优运行曲线，估算所有非受控运行机组的 输出功率： 令所有非受控机组按照最大风功率捕获方式运行；根据最优运行曲线，估算所有非受 控机组的输出功率Pmppt如式（2):
(2) 式中，k为风轮机功率捕获系数，为第i台非受控机组的转速，Pwt(?d)为第i台 非受控机组在MPPT状态运行时W 为转速的输出功率，Ml为非受控机组的总数； 6) 令受控机组按照恒功率的发电方式运行，所有受控运行机组增加的发电功率记为 AP，如式（3)所示； AP=MiPavr-P"ppT(3) 7) 对所有受控机组增加的发电功率AP按照风轮机实际转速与临界转速偏差的平方 成比例分配给每个风电机组，分配结果为：
(4) 式中，为恒功率运行机组的转速;M2为受控机组的机组总数； 8) 利用步骤1)、步骤5)给出的结果计算受控机组j的参考输出功率Puu为： PrefJ=Pavr+APj(日) 9) 向风电机组（控制器）发送功率分配的控制指令，并回到步骤1)。
3. 如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括；找出风电机组奖距角 e=0°时的机械转矩曲线Tm与电磁转矩曲线T。的所有交点，比较所有的交点处的切线 斜率，选取机械转矩曲线切线的斜率值大于电磁转矩曲线切线的斜率值处的交点为风电机 组的不稳定平衡点；将选取出的不稳定平衡点对应的转速为风电机组风轮机的临界转速 实时采集风电机组的风速及转速信息，选取风电机组风轮机的转速大于临界转速《 " 的风电机组为受控机组，其它机组为非受控机组。
【专利摘要】本发明涉及一种风电场内机组有功分配协调方法，属于电力系统自动化分析技术领域，本发明方法通过风电机组平衡点稳定性分析得到风机临界转速，根据此临界转速对风电场内不同类型机组划分为非受控机组和受控机组两类，根据两类机组的不同出力特性，对非受控机组和受控机组采用不同的有功输出方式，并按照机组的实际储存能量将未平衡的能量在受控机组之间成比例进行分配。本发明易于实现、计算量小，能够帮助运行人员合理分配风电场内机组有功出力，有力保障在新能源接入电网的背景下系统安全、经济运行，促进电网持续、稳定、健康发展，有助于提高国家能源安全保障能力，具有显著的社会价值和经济价值。
【IPC分类】H02J3-46, G06Q50-06, G06Q10-06
【公开号】CN104794576
【申请号】CN201510190880
【发明人】胡伟, 徐飞, 闵勇, 陈磊
【申请人】清华大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月21日