一种风电场功率协同控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及一种风电场功率协同控制系统。
【背景技术】
[0002] 风力发电已经成为具有商业竞争力的可再生能源发电方式，如何有效提高对有限 风资源的利用率、风电场的运行效率以及风电场电能产量成为风电运营商面临的重大问 题。传统的风电控制，普遍采用单机最大功率追踪（MPPT)控制方案，主要是对单台风电机 组进行孤立的最优控制，使单台风电机组接受有效风速来调节风轮转速以获取最优风能利 用系数，从而实现单机风能捕获最大化。事实上，由于受到有限的风电场空间、风电场地形、 各机组间的尾流效应以及各机组运行和维护不同状态等因素的影响，风电场各机组间并非 孤立运行，而是相互影响、相互制约的，这就导致了传统的风电场控制方案和管理模式无法 实现风电场全场发电功率最优化以及经济效益最大化的效果。
[0003]目前常规的风电场控制系统追求风电场全场发电量最大化，没有考虑机组高负荷 运行时的维护、检修，备品备件频繁更换的费用以及增加的相关人力资源成本，出现了虽然 可实现风电场全场发电量最大化，但是整体经济效益下滑的问题。在实际中，风电场经常出 现恶劣风况，导致机组停机，但是恶劣风况中，产生的极限风速持续时间很短，如果一直停 机，就无法利用恶劣风况中相对平缓的风力资源，从而损失了这部分发电量。风电场机组的 运维及检修均采用常规计划维护和临时问题状况维护模式，合理性和高效性均受到很大限 制，而更高效的维护模式需要长时间的风场摸索和运行维护积累来产生，这期间要浪费大 量的人力物力。
[0004] 由此可见，上述现有的传统风电控制系统及方法在结构、方法与使用上，显然存在 有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种使风电场全场机组发电功率最优 化以及经济效益最大化的新的一种风电场功率协同控制系统，实属当前重要研发课题之 〇 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种风电场功率协同控制系统，使其能够实 现风电场全场发电量最优化和经济效益最大化，规避恶劣风况，合理利用机组，同时，为合 理安排风电场运维工作提供数据条件，从而克服现有技术的不足。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型一种风电场功率协同控制系统包括数据信息采 集子系统、云平台评估优化子系统、风电场协同控制子系统以及系统数据库子系统；所述系 统数据库子系统的输入接口分别与所述数据信息采集子系统、所述云平台评估优化子系统 以及所述风电场协同控制子系统的输出接口通信连接；所述云平台评估优化子系统的输入 接口分别与数据信息采集子系统的输出接口以及所述系统数据库子系统的输出接口通信 连接，并接收数据信息采集子系统以及系统数据库子系统发送的数据信息；所述云平台评 估优化子系统的输出接口与所述风电场协同控制子系统的输入接口通信连接，将每台风电 机的功率限值传递给所述风电场协同控制子系统和系统数据库子系统。
[0007] 作为本实用新型的一种改进，所述系统数据库子系统的输出接口还与风电场数据 中心通信连接。
[0008] 作为进一步改进，所述风电场协同控制子系统的输出接口与各风电机组以及风电 场维护检修部门客户端通信连接。
[0009] 作为进一步改进，所述数据信息采集子系统的数据输入接口由相互独立设置的风 电场风功率预测系统数据接口，机组运营维护数据接口，风电场环境、地形数据接口，SCADA 系统接口以及电网调度指令接口组成。
[0010] 作为进一步改进，所述风电场协同控制子系统包括风电场协调控制模块、风电场 各运行机组控制指令发送模块以及风电场各停运机组维护检修指令发送模块，所述风电场 各运行机组控制指令发送模块以及所述风电场各停运机组维护检修指令发送模块的输入 接口分别与所述风电场协调控制模块的输出接口连接，输出接口分别通过风电场协同控制 子系统的输出接口与各机组以及风电场维护检修部门通信连接，所述风电场协调控制模块 通过风电场协同控制子系统的输入接口接收云平台评估优化子系统输出的数据。
[0011] 作为进一步改进，所述风电场各运行机组控制指令发送模块的输出接口通过所述 风电场协同控制子系统的输出接口与各运行机组通信连接，所述风电场各停运机组维护检 修指令发送模块通过所述风电场协同控制子系统的输出接口与各停运机组以及风电场维 修检修部门通信连接。
[0012] 作为进一步改进，所述系统数据库子系统包括系统数据库以及系统自学习与优化 修正模块，所述系统数据库的输入接口通过系统数据库子系统的输入接口接收来自数据信 息采集子系统、云平台评估优化子系统以及风电场协同控制子系统的数据并存储，所述系 统自学习与优化修正模块将系统优化修正数据发送至云平台评估优化子系统。
[0013] 采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
[0014] 1、本实用新型通过系统智能优化，首先实现风电场各机组的个性化和精细化控 制，减少风电场尾流效应以及气象、地形及空间的影响和限制，实现各机组的最优发电；
[0015] 2、本实用新型合理安排机组的维护和检修，降低备品备件更换频率，减少人力资 源成本，达到风电场全场发电量最优化目的的同时，降低风电场运维成本，实现经济效益最 大化；
[0016] 3、本实用新型根据风电场各类数据综合分析和判断，精确预测极限风速出现的位 置和时间，更加合理地安排各机位机组的停开机，利用相对平缓的风力资源，提升整体发电 量；
[0017] 4、本实用新型通过在其他行业成熟应用的人工智能技术和高效优化算法，在短时 间内就能实现风电场机组高效地运维及检修，降低了人力物力成本，提高了风电场经济效 益。
【附图说明】
[0018] 上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手 段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0019] 图1是本实用新型一种风电场功率协同控制系统的结构示意图。
[0020] 图2是本实用新型一种风电场功率协同控制系统内的数据信息采集子系统的结 构示意图。
[0021] 图3是本实用新型一种风电场功率协同控制系统内的云平台评估优化子系统的 工作流程图。
[0022] 图4是本实用新型一种风电场功率协同控制系统内的风电场协同控制子系统的 结构示意图。
[0023] 图5是本实用新型一种风电场功率协同控制系统内的系统数据库子系统的结构 示意图。
【具体实施方式】
[0024] -种风电场功率协同控制系统包括数据信息采集子系统、云平台评估优化子系 统、风电场协同控制子系统以及系统数据库子系统；
[0025] 系统数据库子系统的输入接口分别与数据信息采集子系统、云平台评估优化子系 统以及风电场协同控制子系统的输出接口通信连接；
[0026] 云平台评估优化子系统的输入接口分别与数据信息采集子系统的输出接口以及 系统数据库子系统的输出接口通信连接，并接收数据信息采集子系统以及系统数据库子系 统发送的数据信息；
[0027] 云平台评估优化子系统的输出接口还与风电场协同控制子系统的输入接口通信 连接，将每台风电机的功率限值传递给所述风电场协同控制子系统和系统数据库子系统。
[0028] 更进一步具体来讲，本实用新型系统数据库子系统的输出接口还与风电场数据中 心通信连接。
[0029] 风电场协同控制子系统的输出接口与各风电机组以及风电场维护检修部门客户 端通信连接。
[0030] 数据信息采集子系统的数据输入接口由相互独立设置的风电场风功率预测系统 数据接口，机组运营维护数据接口，风电场环境、地形数据接口，SCADA系统接口以及电网调 度指令接口组成。
[0031] 风电场协同控制子系统包括风电场协调控制模块、风电场各运行机组控制指令发 送模块以及风电场各停运机组维护检修指令发送模块，风电场各运行机组控制指令发送模 块以及风电场各停运机组维护检修指令发送模块的输入接口分别与风电场协调控制模块 的输出接口连接，输出接口分别通过风电场协同控制子系统的输出接口与各机组以及风电 场维护检修部门通信连接，具体地，风电场各运行机组控制指令发送模块的输出接口通过 风电场协同控制子系统的输出接口与各运行机组通信连接，风电场各停运机组维护检修指 令发送模