专利名称：一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法
技术领域：
本发明属于风电场运行控制技术领域，尤其涉及一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法。
背景技术：
随着国内风电的快速发展，风电场的建设规模不断扩大且分布相对集中，电网已经从原先的被动消纳这些风电电能转变成了要求风电场接受电网调度，主动控制其功率输出。一般情况下，电力系统根据风电场日前提供的风电功率预报，结合电力系统负荷预测，对风电场安排96点的日发电计划，要求风电场不得超过计划目标发电，并且在某些时刻还可能临时对风电场下达新的计划目标。这就要求风电场必须具备快速有效的调整场内风电机组运行状态的方法，使整个风电机群的功率尽可能跟踪调度曲线。这样才可能避免违规超发，并实现在计划负荷下尽可能多的发电。为此，一些风电厂商已经在其新推出的风电机型中新增了风机限负荷发电功能，为风电场功率的调节提供了便利，最近也公布了一些基于这种限负荷发电功能风机的风电场功率控制方案的专利如“风电场的风机调用方法及风机调用系统”(CN10249391 5A)、“风电场风电机组有功功率优化分配方法”(CN102361330A)。但是，在目前已经运营的大量风电场中，有很多风电机组尚不具备新型风电机组的限负荷运行功能，其所采用的运行策略还是按其“风速-功率”曲线运行，即目标发电量只依据风速决定，不接受外部控制。因此，这种风电场在接受限发调度后，一般只有通过运行员启动或停止部分风电机组来满足风电场的目标功率。但是，由于风电场内风机众多，一般拥有数十台、甚至上百台风电机组，而且各风机发电量可能差异较大，所以在各风场负荷调整时刻，由运行员在电网规定的调整时限内确定风机的启停组合比较困难，而且更难以保证调整后的风机群发电量最接近目标负荷。这将直接导致风电场运营效益下降，而且增大了风场运行过程中的人为误操作概率。
发明内容
本发明针对风电场功率控制中启停风机组合优化决策的问题，提出了一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法。一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤步骤1 :根据风电场实发功率与风电场接受的电网调度指令，得到风电场的功率
偏差值；步骤2 :再根据功率偏差值判断风电场是否需要通过启动风机进行升功率控制，或者通过停止风机进行降功率控制；步骤3 :再基于运行风机的实测功率或基于待机风机的预测功率，利用遗传算法对风机启动或停止的组合方案进行优化；步骤4:通过由遗传算法得到的最终优化个体，得出风电机组的优化启停组合方案。步骤I中，设定在风电场某负荷控制时刻，此时风电场接受的电网调度指令所设定的目标功率为Pto，风电场实发功率P·，则功率偏差Λ P=Pto-P·。步骤2中，判断当前风电场的状态的方法是，通过功率偏差ΛΡ判断当前风电场的状态；如果功率偏差Λ P < 0，则当前风电场处于超发状态，通过停止部分风机进行降功率控制；如果功率偏差Λ P > 0，选择启动部分待机机组进行升功率控制。步骤3中，设定风电场中共有可良好运行的风电机组η台。其中当前正在运行的风电机组Ii1台，其各自的实测发电功率记SPi (i=l,2,…，Ii1);处于待机状态的风电机组η2台，其各自的预测发电功率记为Pfe (j=l，2，…，η2)。针对步骤2中得到风电场处于超发状态的情况，即ΛΡ < 0，通过遗传算法，得到实现降功率所需要停止的风电机组序列；转化后的优化问题为
约束
权利要求
1.一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤 步骤I:根据风电场实发功率与风电场接受的电网调度指令，得到风电场的功率偏差值； 步骤2 :再根据功率偏差值判断风电场是否需要通过启动风机进行升功率控制，或者通过停止风机进行降功率控制； 步骤3 :再基于运行风机的实测功率或基于待机风机的预测功率，利用遗传算法对风机启动或停止的组合方案进行优化； 步骤4 :通过由遗传算法得到的最终优化个体，得出风电机组的优化启停组合方案。
2.根据权利要求I所述的一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法，其特征在于，所述步骤I中，风电场的功率偏差的计算方法是 设定在风电场控制时刻，风电场接受的电网调度指令所设定的目标功率为Pto，风电场实发功率P·，则功率偏差Λ P=Ptm-P·。
3.根据权利要求I所述的一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法，其特征在于，所述步骤2中，判断当前风电场的状态的方法是，通过功率偏差Λ P判断当前风电场的状态；当功率偏差ΛΡ < O时，则当前风电场处于超发状态，通过停止部分风机进行降功率控制；当功率偏差Λ P > O时，通过启动部分待机风电机组进行升功率控制。
4.根据权利要求3所述的一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法，其特征在于，所述步骤3中，针对步骤2中得到的Λ P < O，即风电场处于超发状态的情况，通过遗传算法得到实现降功率控制所需要停止的风电机组序列的方法为 通过转化得到优化问题为
5.根据权利要求3所述的一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法，其特征在于，所述步骤3中，针对步骤2中风电场功率未达到目标功率的情况，即Λ P > 0，结合处于待机状态的风电机组的预测功率P/'通过遗传算法得到实现升功率控制所需要启动的风电机组序列的方法为 通过转化得到优化问题为 目标
全文摘要
本发明公开了风电场运行控制技术领域的一种基于遗传算法的风电场功率优化控制方法。其技术方案是，根据风电场实发功率与风电场接受的电网调度指令，得到风电场的功率偏差值，再根据功率偏差值判断风电场是否需要通过启动风机进行升功率控制，或者通过停止风机进行降功率控制；再基于运行风机的实测功率或基于待机风机的预测功率，利用遗传算法对风机启动或停止的组合方案进行优化，最终得到优化的风机启动或停止的组合方案。本发明的有益效果是，在风电场升降负荷控制中，通过遗传算法优化，快速决策出最优的机组启停组合方案，在保证不超发的条件下，使风电场功率尽可能接近目标负荷；同时也提高了风电场调度的自动化水平。
文档编号H02J3/46GK102891489SQ201210359170
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者肖运启, 杨锡运 申请人:华北电力大学