系统数据库子系统。
[0033] 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 令发送模块通过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。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。
[0034] 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，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，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。以下是一个具体实施例。
[0035] 请参照图1所示，风电场功率协同控制系统由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、系统数据库子系统组成。
[0036] 请参照图2所示，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 接口及电网调度指令接口组成。风电场风功率预测系统数据接口接收风电场风功率预测 数据、风电场风况气象预测数据、风电场超短期功率预测数据；机组运营维护数据接口接收 机组维护计划安排数据、机组运营安排数据；风电场环境、地形数据接口接收风电场环境数 据、风电场地形海拔数据；SCADA系统接口接收机组运行工况数据、机组机型设备数据、机 组测量风速数据；电网调度指令接口接收电网负荷调度数据、电网限电调度数据。
[0037] 数据信息采集子系统采集各类风电场数据信息，经数据通信接口将各类风电场数 据信息传递给云平台评估优化子系统和系统数据库子系统。
[0038] 请参阅图3所示，云平台评估优化子系统由各种数据信息输入接口接收由数据信 息采集子系统发送的各类数据信息，再由云平台评估优化子系统内的风电场数据分析挖掘 模块处理，生成风电机组健康状态评估数据、风电机组各机位风速分布数据、电网负荷需求 评估数据。全局优化智能算法模块接收上述三部分数据，进行优化智能计算，具体步骤如 下：
[0039] 设根据风电机在风场中的地理位置排布，将风场内风电机分为m组，次序从上风 向到下风向分别记为第1、2、3、···、!!!，每组包含的风电机数量为Oj，且有
>根据任 意风电机尾流模型，求得第k台风电机所处位置的风速Vk。则在不使用协同控制系统情况 下，每组风电机的发电功率为
> 其中，P是整个风电场的输出功率，Pk 是单个风力发电机的输出功率，且有= p表示空气密度，A表示风轮扫 风面积，a是轴向诱导因子，η是风场内风电机的总数量。
[0040] 设在考虑尾流效应的本协同控控制下，对第j组发电机的发电功率实进行 限制，第j组发电机的实际发电功率为 ，其中α ,是第j组发电机的发电系数，此时 整场发电功率为。
[0041] 所述云平台评估优化子系统的功能在于，最大化整场发电功率P，即目标函数为：
[0043] 以a j为变量，通过寻优方法获得使P最大的一组α ;，然后将α &传递给风电场 协同控制子系统和系统数据库子系统，作为每台风电机的功率限值，同时接收系统数据库 子系统传递来的系统优化修正数据。
[0044] 请参阅图4所示，风电场协同控制子系统由方案数据输入接口接收由云平台评估 优化子系统发送的优化评估数据，再由风电场协调控制模块分解和转换，生成包括运动控 制指令、机组停运指令、维护检修指令的机组协同控制指令。风电场各运行机组控制指令发 送模块将个性化的运行控制指令发送给对应的每台风电机组，实现各台机组的差别化和精 细化控制；风电场各停运机组维护检修指令发送模块将机组停运指令发送到相应的需停运 机组，同时发送维护检修指令到风电场维护检修部门，实现风电机组的维护检修。在此期 间，这些数据也发送到系统数据库子系统存储分析。
[0045] 请参阅图5所示，系统数据库子系统由数据信息输入接口、协同控制数据输入接 口、优化评估数据输入接口接收其他三个子系统发送的数据；再由系统数据库进行存储，同 时发送到风电场数据中心进行备份，实现风电场和系统数据的高级分析和控制；根据存储 的各类数据，系统自学习与优化修正模块实现云平台评估优化子系统的机器学习和自我修 正，并生成系统优化修正数据，发送到云平台评估优化子系统中去。
[0046] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本 领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发 明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种风电场功率协同控制方法，其特征在于包括以下步骤： 根据风电机在风场中的地理位置排布，将风场内风电机分为m组，次序从上风向到下 风向分别记为第1、2、3、…、m组，每组包含的风电机数量为(V则风场内风电机的总数量其中a是第j组发电机的发电系数，Pk是第 k台风电机的输出功率，，所述P表示空气密度，a是轴向诱导因子，A 表示风轮扫风面积，vk表示第k台风电机所处位置的风速； 通过寻优方法求得P最大时对应的一组a将a&作为每台风电机的功率限值实施控制。2. -种应用权利要求1所述方法的风电场功率协同控制系统，其特征在于包括数据信 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用于执行权利要求1所述的方法，其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还与所述风电场协同控制子系统的输入接口 通信连接，将得到的a,Pk作为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。3.根据权利要求2所述的一种风电场功率协同控制系统，其特征在于所述系统数据库 子系统的输出接口还与风电场数据中心通信连接。4.根据权利要求2所述的一种风电场功率协同控制系统，其特征在于所述风电场协同 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。5.根据权利要求2所述的一种风电场功率协同控制系统，其特征在于所述数据信息采 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。6. 根据权利要求2所述的一种风电场功率协同控制系统，其特征在于所述风电场协同 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。7.根据权利要求6所述的一种风电场功率协同控制系统，其特征在于所述风电场各运 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。8. 根据权利要求2所述的一种风电场功率协同控制系统，其特征在于所述系统数据库 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。
【专利摘要】本发明是有关于一种风电场功率协同控制方法及其系统，该方法包括：将风场内风电机分为m组，分别记为第1、2、3、…、m组，每组包含的风电机数量为Oj，则风场内风电机的总数量整场发电功率为其中αj是第j组发电机的发电系数，Pk是第k台风电机的输出功率，通过寻优方法求得P最大时对应的一组αj；将αjPk作为每台风电机的功率限值实施控制。该系统包括: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。本发明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，合理利用风电机组，同时，为合理安排风电场运维工作提供数据条件。
【IPC分类】H02J3/46, H02J3/38
【公开号】CN105098840
【申请号】CN201510590051
【发明人】褚景春, 武春晓, 潘海宁, 李明辉
【申请人】国电联合动力技术有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月16日