一种风机停机次序生成方法、系统、装置及存储介质与流程

1.本发明属于风机运行管理技术领域，具体涉及一种风机停机次序生成方法、系统、装置及存储介质。


背景技术：

2.多台风机并列运行时，系统处于一个较为稳定的运行状态。但是当这些风机要停机时，停机的次序如果不当，会导致系统运行的频率与某台机组的固有振荡频率相互交叠，从而引起系统的机械-电气振荡，造成系统破坏，甚至造成设备损坏和财产损失。
3.目前，为防止这种振荡，一方面针对惯性发电机组的固有频率进行特殊设计，使得其尽可能避开电力系统的实际运行频率以及任意机组退出运行时的振荡频率；另一方面，对于可能引起电气振荡的环节，为其增加相关的虚拟惯量控制环节，从而使其运行振动频率发生偏移，规避开机械系统的固有频率；工程上常用的方法则是，同一风电场尽量采用同一款风机机型，拥有相同的固有频率，从而规避掉其他运行频率的影响。
4.现有技术方案的缺点：
5.1、对惯性发电机组固有频率进行特殊设计，会增加机组的设计成本，并且随着电力网络规模的增大，无法兼顾所有环节的所有特殊振动频率，依然可能会产生频率重合区域。
6.2、虚拟惯量环节属于电力电子系统的控制系统，不适用于没有电力电子控制而直接并网的组件环节，同时，由于控制系统本身依然存在控制响应过程，所以其规避特征频率的实际效果并不稳定。
7.3、在同一风场采用相同型号的风机，虽然规避了振荡的风险，但也会降低经济性，丧失了局部优化风机型号和容量布局从而增强经济性的可能。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于针对多台不同风机同时并网运行过程中的计划停机过程，提供一种风机停机次序生成方法、系统、装置及存储介质，可以保证在风机逐步停机的过程中，完善的规避系统中所有可能的共振频率，从而实现了避免停机过程中产生振荡的作用。
9.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
10.本发明的第一方面，提供了一种风机停机次序生成方法，包括如下步骤：
11.获取整个源网荷储区域内在并网运行的风机的数量n；
12.选取n个风机中内容量最小的风机a，作为第一停机次序的初始风机；
13.以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准，对剩余n-1个风机中的第i个风机进行停机校核，如果校核通过，则将第i个风机加入到第一停机次序。
14.作为本发明的一种可选方案，以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准，对剩余n-1个风机中的第i个风机进行停机校核，具体方法如下：
15.获取第i个风机的单机停机特性频率fi；
16.获取第一停机次序中已有的所有风机的单机停机特性频率，并生成集合mi；
17.计算得到集合mi中每一个元素与fi的第一最大公约数，将所述第一最大公约数、集合mi中的元素以及第i个风机的单机停机特性频率fi，共同组成新的集合ni；
18.将集合ni中所有元素两两组合，计算两两组合元素的第二最大公约数，将计算出的第二最大公约数加入集合ni，形成新的集合ni’；
19.获取当前未在第一停机次序中机组的机械-电气固有频率，以生成集合xi；
20.获取集合xi中所有元素的所有组合，以得到每一个组合中元素的第三最大公约数，并将第三最大公约数加入集合xi，形成新的xi’；
21.将集合ni’和xi’做交集运算，如果交集不为空，则校核不通过；如果交集为空，则将集合ni’和xi’取并集，得到集合yi；对于集合yi的每一个元素记为yi，生成一个实数轴上的闭区间；
22.判断所有闭区间是否有实数轴上的重叠区域；如没有，则第i个风机校核通过；如有，则第i个风机校核不通过。
23.作为本发明的一种可选方案，第一停机次序的停机校核时，对剩余n-1个风机依次进行校核，直至所有的剩余风机全部完成一次停机校核。
24.作为本发明的一种可选方案，获取第i个风机的单机停机特性频率fi，具体方法如下：
25.提取所述第i个风机的单机停机特性曲线，并做傅里叶变换，提取变换结果中幅值最大的频率，作为第i个风机的单机停机特性频率fi。
26.作为本发明的一种可选方案，集合xi中所有元素的所有组合为：个，集合xi中共有x个元素。
27.作为本发明的一种可选方案，所述实数轴上的闭区间为：[0.98yi,1.02yi]。
[0028]
作为本发明的一种可选方案，若第一停机次序之外还剩余q个风机；则从所述q个风机中选取容量最小的风机b，作为第二停机次序的初始风机，并对q-1个风机中的其余风机以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准进行停机校核，将停机校核通过的风机加入到第二停机次序；以此类推，直至所有的风机都加入到某个停机次序中。
[0029]
基于同一发明构思，本发明的第二方面，提供了一种用于实现上述风机停机次序生成方法的系统，包括：
[0030]
第一获取模块，用于获取整个源网荷储区域内在并网运行的风机的数量n；
[0031]
第二获取模块，用于选取n个风机中内容量最小的风机a，作为第一停机次序的初始风机；
[0032]
停机校核模块，用于以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准，对剩余n-1个风机中的第i个风机进行停机校核，如果校核通过，则将第i个风机加入到第一停机次序。
[0033]
基于同一发明构思，本发明的第三方面，提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的风机停机次序生成方法。
[0034]
基于同一发明构思，本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的风机
停机次序生成方法。
[0035]
本发明的有益效果如下：
[0036]
本发明提供的风机停机次序生成方法，以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准，对风机进行停机校核，如果校核通过，则将风机加入到某个停机次序。此方法无视风机组件数量，停机涉及范围可以很大。不需要电力电子控制系统进行辅助，不需要电源具有电力电子变换器环节。可以用于已有的风机停机过程的安全校核，允许满足条件的风机同时停机，节省停机时间。
附图说明
[0037]
构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0038]
图1为本发明实施例风机停机次序生成方法系统图。
[0039]
图2为本发明实施例风机停机次序生成方法流程图。
[0040]
图3为本发明实施例中停机校核方法流程图。
具体实施方式
[0041]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042]
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本技术所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
[0043]
术语解释：
[0044]
源网荷储：是一种包含“电源、电网、负荷、储能”整体解决方案的运营模式，可精准控制社会中可中断的用电负荷和储能资源，提高电网安全运行水平，可解决清洁能源消纳过程中电网波动性等问题。
[0045]
运行振荡：由于风电机组具有机械结构和电气结构，当风电机组并列运行时，可能会产生不同风电机组之间的机械和电气谐振，也就是运行振荡。
[0046]
如图1所示为考虑运行振荡频率的风机停机次序设计系统图，以此输入输出变量封装为本发明系统。系统的输入：1)所有风机的机械-电气系统固有频率；2)所有风机的单机停机特性曲线。系统的输出：风机的停机次序表。
[0047]
如图2所示为考虑运行振荡频率的风机停机次序设计方法流程图；图3为本发明实施例中停机校核方法流程图。如图2所示，本发明实施例的第一方面，提供了一种风机停机次序生成方法，包括如下步骤：
[0048]
1)梳理整个源网荷储区域内尚在并网运行的风机的数量，记为n。
[0049]
选取n个风机中内容量最小的风机a，作为第一停机次序的初始风机；选取这些风机内容量最小的风机a，作为第一停机次序的初始风机。
[0050]
2)令变量i＝1
[0051]
3)以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准，对剩余n-1个风机中的第i
个风机进行停机校核，如果校核通过，则将第i个风机加入到第一停机次序；否则，不加入。
[0052]
如图3所示，作为本发明的一种可选方案，以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准，对剩余n-1个风机中的第i个风机进行停机校核，具体方法如下：
[0053]
s1提取第i个风机的单机停机特性曲线，对其做傅里叶变换，提取变换结果中幅值最大的频率，即为第i个风机的单机停机特性频率fi。
[0054]
s2对第一停机次序中已有的所有风机，重复s1中方式，得到包含这些风机单机停机特性频率的集合mi。
[0055]
s3对mi中的每一个元素，计算其与fi的第一最大公约数，分别得到mi中每一个元素与fi的最大公约数；将所述第一最大公约数、集合mi中元素以及第i个风机的单机停机特性频率fi，共同组成新的集合ni；
[0056]
例如，生成第一停机次序的机组中，只有内容量最小的风机a，此时，将风机a的单机停机特性频率与第i个风机的单机停机特性频率fi求取公约数，将求取的公约数、风机a的单机停机特性频率、第i个风机的单机停机特性频率fi组成新的集合ni。
[0057]
s4将集合ni中所有元素两两组合，计算两两组合元素的第二最大公约数，将计算出的第二最大公约数加入集合ni，最终形成新的集合ni’。
[0058]
s5选取当前未在任何停机次序中的机组，记它们的机械-电气固有频率集合为xi。
[0059]
s6设xi中共有x个元素，集合xi中所有元素的所有组合共有个，计算每一个组合中元素的第三最大公约数，并将第三最大公约数加入集合xi，最终形成新的x i’。
[0060]
s7将集合ni’和xi’做交集运算，如果交集不为空，则校核不通过；如果交集为空，则将集合ni’和xi’取并集，记为yi。对于yi的每一个元素，记为yi，生成一个实数轴上的闭区间[0.98yi,1.02yi]。
[0061]
s8将yi中所有元素生成对应闭区间后，判断所有闭区间是否有实数轴上的重叠区域。如没有，则校核通过；如有，则校核不通过。
[0062]
4)如果i＝n，则进行步骤5)；否则，令i＝i+1，返回步骤3)
[0063]
5)判断整个源网荷储区域内是否所有风机都已经加入到某个停机次序中，如果尚有机组未停机，则返回步骤1)；如果所有机组均已经纳入到某个停机次序中，则停机次序设计结束，输出停机次序。作为一种示例，输出停机次序时，将停机次序以表单的形式输出。
[0064]
作为本发明的一种可选方案，第一停机次序的停机校核时，对剩余n-1个风机依次进行校核，直至所有的剩余风机全部完成一次停机校核。
[0065]
作为本发明的一种可选方案，若第一停机次序之外还剩余q个风机；则从所述q个风机中选取容量最小的风机b，作为第二停机次序的初始风机，并对q-1个风机中的其余风机以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准进行停机校核，将停机校核通过的风机加入到第二停机次序；以此类推，直至所有的风机都加入到某个停机次序中。
[0066]
基于同一发明构思，本发明的第二方面，提供了一种用于实现上述风机停机次序生成方法的系统，包括：
[0067]
第一获取模块，用于获取整个源网荷储区域内在并网运行的风机的数量n；
[0068]
第二获取模块，用于选取n个风机中内容量最小的风机a，作为第一停机次序的初始风机；
[0069]
停机校核模块，用于以单机停机特性频率和机械-电气固有频率为标准，对剩余n-1个风机中的第i个风机进行停机校核，如果校核通过，则将第i个风机加入到第一停机次序。
[0070]
基于同一发明构思，本发明的第三方面，提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的风机停机次序生成方法。
[0071]
基于同一发明构思，本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的风机停机次序生成方法。
[0072]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0073]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0074]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0075]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0076]
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。