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1. (WO2018120652) METHOD AND DEVICE FOR ALLOCATING ACTIVE POWER OF WIND FARM
Document

说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

附图

0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007  

说明书

发明名称 : 风电场有功功率的分配方法和装置

技术领域

[0001]
本发明实施例涉及风力发电技术领域,尤其涉及一种风电场有功功率的分配方法和装置。

背景技术

[0002]
风电场参与电网调频控制时,需要在短时间内向电网增加或减少一定的有功输出。因此,具体到每台风力发电机组,需要在原来基础上增加或减少一定的有功输出来满足电网的要求。同一风电场内,不同风力发电机组的运行状态不同,可改变的有功功率值也不同。
[0003]
现有技术中,为了满足电网的需求,在调频控制时,并没有对每台机组需要改变的有功功率值进行合理地计算,导致有的风力发电机组需要改变的有功功率值远大于其他风力发电机组需要改变的有功功率值,使整个风电场的每台风力发电机组改变的有功功率值并不均匀,导致整个调频控制的响应时间较长,并且在调频控制时对风力发电机组的冲击较大。
[0004]
发明内容
[0005]
本发明实施例提供一种风电场有功功率的分配方法,该方法解决了现有技术在电网调频控制时,并没有对每台机组需要改变的有功功率值进行合理地计算,导致整个风电场的每台风力发电机组改变的有功功率值并不均匀,整个调频控制的响应时间较长,并且在调频控制时对风力发电机组的冲击较大的技术问题。
[0006]
本发明实施例提供一种风电场有功功率的分配方法,包括:根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前有功功率总变化量;若所述风电场当前有功功率总变化量大于零,则根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若所述风电场当前有功功率总变化量小于零,则根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;所述第一预设策略为使所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,或者多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,同时所述多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值;
[0007]
控制所述每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[0008]
本发明实施例提供一种风电场有功功率的分配装置,包括:有功功率总变化量计算单元,用于根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前有功功率总变化量;单机有功功率变化量分配单元,用于若所述风电场当前有功功率总变化量大于零,则根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照 第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若所述风电场当前有功功率总变化量小于零,则根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;所述第一预设策略为使所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,或者多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,同时所述多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值;运行状态调整单元,用于控制所述每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[0009]
本发明实施例提供一种风电场有功功率的分配方法和装置,通过根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前有功功率总变化量;若风电场当前有功功率总变化量大于零,则根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若风电场当前有功功率总变化量小于零,则根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;第一预设策略为使每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,或者多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,同时多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值;控制每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。由于按照第一预设策略分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量尽可能相等,且调整运行状态均在每台风力发电机组的能力范围内,所以使整个风电场的每台风力发电机组改变的有功功率值尽量均匀,进而使整个调频控制的响应时间变短,也减小了在调频控制时对风力发电机组的冲击。

附图说明

[0010]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]
图1为本发明风电场有功功率的分配方法实施例一的流程图;
[0012]
图2为本发明风电场有功功率的分配方法实施例二的流程图;
[0013]
图3为本发明风电场有功功率的分配方法实施例三的流程图;
[0014]
图4为本发明风电场有功功率的分配装置实施例一的结构示意图;
[0015]
图5为本发明风电场有功功率的分配装置实施例二的结构示意图;
[0016]
图6为本发明风电场有功功率的分配装置实施例三的第一结构示意图;
[0017]
图7为本发明风电场有功功率的分配装置实施例三的第二结构示意图。

具体实施方式

[0018]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的 附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0019]
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0020]
取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
[0021]
图1为本发明风电场有功功率的分配方法实施例一的流程图,如图1所示,本实施例的执行主体为风电场有功功率的分配装置,则本实施例提供的风电场有功功率的分配方法包括以下几个步骤。
[0022]
步骤101,根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前有功功率总变化量。
[0023]
本实施例中,风电场当前有功功率总变化量可以为正值、负值或零。当风力发电机组的有功功率总变化量为正值时,说明需要每台风力发电机组增加单机有功输出。当风力发电机组的有功功率总变化量为负值时,说明需要减小每台风力发电机组的单机有功输出。当风力发电机组的有功功率总变化量为零时,说明需要每台风力发电机组维持当前运行状态,不需要增加或减小有功输出。
[0024]
具体地,本实施例中,电网的当前频率变化量与风电场当前有功功率总变化量为一个正相关的关系,具体的计算方式本实施例中不做限定。
[0025]
步骤102,若风电场当前有功功率总变化量大于零,则根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若风电场当前有功功率总变化量小于零,则根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量。
[0026]
其中,第一预设策略为使每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,或者多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,同时多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值。
[0027]
本实施例中,对第一预设策略不做限定,只要为每台风力发电机组分配的当前单机有功功率变化量尽可能相等即可。若每台风力发电机组的单机储能值或可降功率值均大于未分配的平均有功功率,则分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,并等于未分配的平均有功功率。若有的风力发电机组的单机储能值或可降功率值大于分配给每台风力发电机组的未分配的平均有功功率,有的风力发电机组的单机储能值或可降功率值小于或等于分配给每台风力发电机组的未分配的平均有功功率,则分配给多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,并等于未分配的平均有功功率,同时多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值。
[0028]
其中,本实施例中,每台风力发电机组的单机储能值是在风电场有功功率总变化量为零时的单机储能值。
[0029]
本实施例中,每台风力发电机组的单机储能值由三部分构成,分别为限功率储能值、超发储能值和惯量储能值,则第i台风力发电机组的单机储能值可表示为式(1)所示。
[0030]
P si=P sli+P soi+P sti (1)
[0031]
其中,P si表示第i台风力发电机组的单机储能值,P sli表示第i台风力发电机组的限功率储能值,P soi表示第i台风力发电机组的超发储能值,P sti表示第i台风力发电机组的惯量储能值。
[0032]
其中,若第i台风力发电机组运行在限功率状态下,则第i台风力发电机组的限功率储能值为在风电场有功功率总变化量为零时的风速下的风力发电机组的理论发电功率与风电场有功功率总变化量为零时的风力发电机组的实际有功功率的差值。表示为式(2)所示。
[0033]
P sli=P mi-P acti (2)
[0034]
其中,P mi在风电场有功功率总变化量为零时的风速下的风力发电机组的理论发电功率,P acti为风电场有功功率总变化量为零时的风力发电机组的实际有功功率。
[0035]
其中,P mi的计算方法可表示为式(3)所示。
[0036]
P mi=0.5πρC P(λ,β)V 2R 3 (3)
[0037]
其中,ρ为空气密度,C P为风能利用系数,λ为叶尖速比,β为桨距角,V为风速,R为叶轮半径。
[0038]
可以理解的是,若第i台风力发电机组未运行在限功率状态下,限功率储能值P sli为零。
[0039]
本实施例中,若第i台风力发电机组处于满发状态下,则风力发电机组的超发储能值为风力发电机组的额定功率的0.1倍。则第i台风力发电机组处于满发状态下的超发储能值的计算方法可表示为式(4)所示。
[0040]
P soi=0.1P n (4)
[0041]
其中,P n为第i台风力发电机组的额定功率。
[0042]
可以理解的是,若第i台风力发电机组未运行在满发状态下,则风力发电机组的超发储能值P soi为零。
[0043]
本实施例中,若第i台风力发电机组的输出有功功率值大于额定功率的0.2倍,则惯量储能值为风力发电机组的额定功率的0.1倍。可表示为式(5)所示。
[0044]
P sti=0.1P n (5)
[0045]
其中,P n为第i台风力发电机组的额定功率。
[0046]
可以理解的是,若第i台风力发电机组的输出有功功率值不大于额定功率的0.2倍,则惯量储能值为零。
[0047]
所以本实施例中,每台风力发电机组的单机储能值的限功率储能值、超发储能值和惯量储能值,在满足对应的条件下,分别通过式(2)、式(4)和式(5)计算得到,若不满足对应的条件,则对应的储能值为零。
[0048]
本实施例中,每台风力发电机组的可降功率值可通过在风电场有功功率总变化量为零时的有功功率值与对应的有功功率下限计算获得。
[0049]
其中,每台风力发电机组的可降功率值等于在风电场有功功率总变化量为零时的有功 功率值与对应的有功功率下限的差值。
[0050]
其中,风力发电机组的有功功率下限为风力发电机组的有功功率最小值。
[0051]
步骤103,控制每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[0052]
具体地,本实施例中,为每台风机按照第一预设策略分配当前单机有功功率变化量后,控制每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态,以使每台风力发电机组调整运行状态后风电场当前有功功率总变化量满足电网当前频率的变化量,满足电网的调频控制。
[0053]
本实施例提供的风电场有功功率的分配方法,通过根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前有功功率总变化量;若风电场当前有功功率总变化量大于零,则根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若风电场当前有功功率总变化量小于零,则根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;第一预设策略为使每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,或者多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,同时多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值;控制每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。由于按照第一预设策略分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量尽可能相等,且调整运行状态均在每台风力发电机组的能力范围内,所以使整个风电场的每台风力发电机组改变的有功功率值尽量均匀,进而使整个调频控制的响应时间变短,也减小了在调频控制时对风力发电机组的冲击。
[0054]
图2为本发明风电场有功功率的分配方法实施例二的流程图,如图2所示,本实施例提供的风电场有功功率的分配方法,是在本发明风电场有功功率的分配方法实施例一的基础上,对步骤102的进一步细化,则本实施例提供的风电场有功功率的分配方法包括以下步骤。
[0055]
步骤201,根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前有功功率总变化量。
[0056]
本实施例中,步骤201的实现方式与本发明风电场有功功率的分配方法实施例一中的步骤101的实现方式相同,在此不再一一赘述。
[0057]
步骤202,判断风电场当前有功功率总变化量是否大于零,若是,则执行步骤203,否则执行步骤204。
[0058]
进一步地,本实施例中,为了描述方便,对每个参数以符号进行表示。
[0059]
其中,ΔP 为风电场当前有功功率总变化量。每台风力发电机组的单机储能值可表示为P si,每台风力发电机组的可降功率值可表示为P di。分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量表示为ΔP i
[0060]
步骤203,根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量。
[0061]
进一步地,本实施例中,步骤203具体包括以下步骤。
[0062]
首先,获取风电场中每台风力发电机组的单机储能值,并将所有风力发电机组的 单机储能值按照升序进行排列。
[0063]
具体地,每台风力发电机组的参数、外部环境和运行状态不同,其单机储能值也不同。其中,每台风力发电机组的单机储能值为在风电场当前有功功率总变化量为零时的单机储能值。
[0064]
本实施例中,每台风力发电机组的单机储能值的计算方法与本发明风电场有功功率的分配方法实施例一中的步骤102中的单机储能值的计算方法相同,在此不再一一赘述。
[0065]
其次,计算当前未分配的有功功率总变化量除以未分配的风机发电机组台数的值,作为未分配的平均有功功率。
[0066]
再次,按照升序的顺序依次判断单机储能值是否小于未分配的平均有功功率。
[0067]
具体地,本实施例中,未分配的平均有功功率可表示为ΔX i,则ΔX i可表示为式(6)所示。
[0068]
ΔX i=(ΔP temp-P S(i-1))/(t-i+1) (6)
[0069]
其中,ΔP temp-P S(i-1)为未分配的有功功率总变化量,t-i+1为未分配的风机发电机组台数。对每一台风力发电机组分配了当前单机有功功率变化量,则ΔP temp-P S(i-1)和t-i+1的值均会发生变化。ΔP temp为一个变化的临时变量,ΔP temp的初始值等于ΔP
[0070]
最后,若单机储能值小于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值;若单机储能值大于或等于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于未分配的平均有功功率。
[0071]
进一步地,可用符号表示为:若:P si<ΔX i,则:ΔP i=P si。若:P si≥ΔX i,则:ΔP i=ΔP i+1=ΔP i+2=...ΔP t==ΔX i
[0072]
具体地,由于将风电场中每台风力发电机组的单机储能值按照升序进行排列,所以按照升序的顺序依次判断单机储能值是否小于未分配的平均有功功率时,若第i台风力发电机组的单机储能值已大于或等于未分配的平均有功功率,则后续的第i+1至第t台风力发电机组的单机储能值也大于或等于未分配的平均有功功率,并且分配给第i+1至第t个风力发电机组的当前单机功率变化量等于分配给第i个风力发电机组的当前单机功率变化量,并等于未分配的平均有功功率。
[0073]
步骤204,判断风电场当前有功功率总变化量是否小于零,若是,则执行步骤205,否则,结束。
[0074]
步骤205,根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量。
[0075]
进一步地,步骤205可分为以下几个步骤进行。
[0076]
首先,获取风电场中每台风力发电机组的可降功率值,并将所有风力发电机组的可降功率值按照升序进行排列。
[0077]
具体地,每台风力发电机组参数、外部环境和运行状态不同,其可降功率值也不同。其中,每台风力发电机组可降功率值的计算方法与本发明风电场有功功率的分配方法实施例一中的步骤102的计算方法相同,在此不再一一赘述。
[0078]
其次,计算当前未分配的有功功率总变化量除以未分配的风机发电机组台数的 值,作为未分配的平均有功功率。
[0079]
再次,按照升序的顺序依次判断可降功率值是否小于未分配的平均有功功率。
[0080]
同理,本实施实例中,按照升序的顺序依次判断可降功率值是否小于未分配的平均有功功率的方法与本实施例步骤203中,按照升序的顺序依次判断单机储能值是否小于未分配的平均有功功率的方法类似,在此不再一一赘述。
[0081]
最后,若可降功率值小于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其可降功率值;若可降功率值大于或等于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于未分配的平均有功功率。
[0082]
进一步地,可用符号表示为:若:P di<ΔX i,则:ΔP i=P di。若:P di≥ΔX i,则:ΔP i=ΔP i+1=ΔP i+2=...ΔP t==ΔX i
[0083]
具体地,由于将风电场中每台风力发电机组的可降功率值按照升序进行排列,所以按照升序的顺序依次判断可降功率值是否小于未分配的平均有功功率时,若第i个风力发电机组的可降功率值已大于或等于未分配的平均有功功率,则后续的第i+1至第t台风力发电机组的可降功率值也大于或等于未分配的平均有功功率,并且分配给第i+1至第t台风力发电机组的当前单机功率变化量等于分配给第i个风力发电机组的当前单机功率变化量,并等于未分配的平均有功功率。
[0084]
步骤206,控制每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[0085]
本实施例中,步骤206的实现方式与本发明风电场有功功率的分配方法实施例一中的步骤103的实现方式相同,在此不再一一赘述。
[0086]
步骤207,判断风电场当前有功功率总变化量是否发生变化,若是,则执行步骤208,否则,则结束。
[0087]
步骤208,,确定变化后的当前有功功率总变化量。
[0088]
步骤209,判断变化后的当前有功功率总变化量大于零,若是,则执行步骤210,否则,执行步骤211。
[0089]
步骤210,根据变化后的当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量。
[0090]
步骤211,根据变化后的当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量。
[0091]
步骤212,控制每台风力发电机组按照分配的变化后的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[0092]
结合步骤207-步骤212对本实施例进行说明。可以理解的是,当风电场当前有功功率总变化量发生变化时,重新确定变化后的当前有功功率总变化量,并依照步骤209-步骤211的方式计算分配给每台风力发电机组的变化后的当前单机有功功率变化量,步骤209-步骤211的实现方式与本发明风电场有功功率的分配方法实施例一中的步骤202-步骤205的实现方式相似,在此不再一一赘述。然后依照步骤212重新控制每台风力发电机组按照分配的变化后的当前单机有功功率变化量调整运行状态,其中步骤212的实现实现方式与本发明风电场有功功率的分配方法实施例一中的步骤206的实现方式相似,在此不 再一一赘述。
[0093]
本实施例提供的风电场有功功率的分配方法,根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量具体为:获取风电场中每台风力发电机组的单机储能值,并将所有风力发电机组的单机储能值按照升序进行排列;计算当前未分配的有功功率总变化量除以未分配的风机发电机组台数的值,作为未分配的平均有功功率;按照升序的顺序依次判断单机储能值是否小于未分配的平均有功功率;若单机储能值小于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值;若单机储能值大于或等于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于未分配的平均有功功率。进一步使分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量尽可能相等,且能够在每台风力发电机组的能力范围内调整运行状态。
[0094]
本实施例提供的风电场有功功率的分配方法,根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量,具体包括:获取风电场中每台风力发电机组的可降功率值,并将所有风力发电机组的可降功率值按照升序进行排列;计算当前未分配的有功功率总变化量除以未分配的风机发电机组台数的值,作为未分配的平均有功功率;按照升序的顺序依次判断可降功率值是否小于未分配的平均有功功率;若可降功率值小于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其可降功率值;若可降功率值大于或等于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于未分配的平均有功功率。进一步使分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量尽可能相等,且能够在每台风力发电机组的能力范围内调整运行状态。
[0095]
图3为本发明风电场有功功率的分配方法实施例三的流程图,如图3所示,本发明实施例在本发明风电场有功功率的分配方法实施例一的基础上,进一步地,在第一次执行步骤206控制每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态后,还包括以下步骤。
[0096]
步骤307,判断风电场当前有功功率总变化量是否变小,若是,则执行步骤308,否则执行步骤309。
[0097]
进一步地,本实施例中,若当前有功功率总变化量由ΔP 变为了ΔP′ ,且ΔP >ΔP′ ,则说明分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量也会减小。风力发电机组更有能力按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[0098]
步骤308,按照第二预设策略或第三预设策略调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[0099]
其中,第二预设策略为依据风电场当前有功功率总变化量的减小量对每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量进行微调的策略,第三预设策略为依据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量确定微调权重的策略。
[0100]
进一步地,按照第二预设策略调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量,具体包括:
[0101]
首先,计算风电场当前有功功率总变化量的减小量。
[0102]
其次,计算风电场当前有功功率总变化量的减小量除以风电场中风力发电机组总台数的值,作为减小量平均值。
[0103]
具体地,可表示为式(7)所示。
[0104]
P mean=(ΔP -ΔP′ )/t (7)
[0105]
再次,计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与减小量平均值的第一差值;
[0106]
具体地,可表示为式(8)所示:
[0107]
ΔP mean1=ΔP i-P mean=ΔP i-(ΔP -ΔP′ )/t (8)
[0108]
最后,依据第一差值调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[0109]
具体地,分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与减小量平均值的第一差值即为调整后的分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[0110]
进一步地,按照第三预设策略调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率,具体包括:
[0111]
首先,计算风电场当前有功功率总变化量的减小量。
[0112]
具体地,本实施例中,可通过式(7)计算风电场当前有功功率总变化量的减小量。
[0113]
其次,根据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量,计算每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重。
[0114]
具体地,本实施例中,根据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量占当前有功功率总变化量的比例,确定每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重。
[0115]
再次,根据每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重及风电场当前有功功率总变化量的减小量,计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的减小量。
[0116]
然后,计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与当前单机有功功率变化量的减小量的第二差值。
[0117]
可表示为式(9)所示。
[0118]
ΔP mean2=ΔP i-P mean=ΔP i-(ΔP -ΔP′ )*K i (9)
[0119]
其中,K i为第i风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重。(ΔP -ΔP′ )*K i为分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的减小量。
[0120]
最后,依据第二差值调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[0121]
具体地,分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与当前单机有功功率变化量的减小量的第二差值即为调整后的分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[0122]
步骤309,判断风电场当前有功功率总变化量是否变大,若是,则执行步骤310,否则,结束。
[0123]
步骤310,确定变大后的当前有功功率总变化量。
[0124]
具体地,本实施例中,若风电场当前有功功率总变化量变大,则说明分配给每台 风力发电机组的当前单机有功功率变化量也会随之变大。由于单机储能值或可降功率值较小的风力发电机组,已经达到了其最大的调整运行状态的能力。所以不能采用第二预设策略或第三预设策略调整分配给每台风力发电机组的单机有功功率。所以本实施例中,若确定风电场当前有功功率总变化量变大时,重新按照步骤202-步骤205的方式计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量,并依照步骤206重新控制每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[0125]
执行完步骤310后,执行步骤202。
[0126]
本实施例提供的风电场有功功率的分配方法,判断风电场当前有功功率总变化量是否变小;若风电场当前有功功率总变化量变小,则按照第二预设策略或第三预设策略调整分配给每台风力发电机组的单机有功功率。能够省略重新计算分配给每台风力发电机组的单机有功功率的步骤而确定分配给每台风力发电机组调整后的当前单机有功功率变化量,减少了计算量。
[0127]
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0128]
图4为本发明风电场有功功率的分配装置实施例一的结构示意图,如图4所示,本实施例提供的风电场有功功率的分配装置包括:有功功率总变化量计算单元41,单机有功功率变化量分配单元42和运行状态调整单元43。
[0129]
其中,有功功率总变化量计算单元41,用于根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前有功功率总变化量。单机有功功率变化量分配单元42,用于若风电场当前有功功率总变化量大于零,则根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若风电场当前有功功率总变化量小于零,则根据当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;第一预设策略为使每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,或者多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,同时多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值。运行状态调整单元43,用于控制每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[0130]
其中,本实施例提供的风电场有功功率的分配装置可以执行图1所示方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
[0131]
图5为本发明风电场有功功率的分配装置实施例二的结构示意图,如图5所示,本实施例提供的风电场有功功率的分配装置在本发明风电场有功功率的分配装置实施例一的基础上,还包括:第一有功功率总变化量变化判断单元51。
[0132]
进一步地,单机有功功率变化量分配单元42,具体包括:单机储能值排序模块41a,平均有功功率计算模块42b,单机储能值判断模块42c,第一单机有功功率变化 量分配模块42d。
[0133]
其中,单机储能值排序模块41a,用于获取风电场中每台风力发电机组的单机储能值,并将所有风力发电机组的单机储能值按照升序进行排列。平均有功功率计算模块42b,用于计算当前未分配的有功功率总变化量除以未分配的风机发电机组台数的值,作为未分配的平均有功功率。单机储能值判断模块42c,用于按照升序的顺序依次判断单机储能值是否小于未分配的平均有功功率。第一单机有功功率变化量分配模块42d,用于若单机储能值小于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值;若单机储能值大于或等于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于未分配的平均有功功率。
[0134]
进一步地,单机有功功率变化量分配单元42,具体包括:可降功率值排序模块42e,可降功率值判断模块42f和第二单机有功功率变化量分配模块42g。可降功率值排序模块42e,用于获取风电场中每台风力发电机组的可降功率值,并将所有风力发电机组的可降功率值按照升序进行排列。可降功率值判断模块42f,用于按照升序的顺序依次判断可降功率值是否小于未分配的平均有功功率。第二单机有功功率变化量分配模块42g,用于若可降功率值小于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其可降功率值;若可降功率值大于或等于未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于未分配的平均有功功率。
[0135]
进一步地,第一有功功率总变化量变化判断单元51,用于判断风电场当前有功功率总变化量是否发生变化。单机有功功率变化量分配单元42,还用于若变化后的当前有功功率总变化量大于零,则根据变化后的当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若变化后的当前有功功率总变化量小于零,则根据变化后的当前有功功率总变化量和风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量。
[0136]
图6为本发明风电场有功功率的分配装置实施例三的第一结构示意图,图7为本发明风电场有功功率的分配装置实施例三的第二结构示意图。如图6和图7所示,本实施例提供的风电场有功功率的分配装置在本发明风电场有功功率的分配装置实施例一的基础上,进一步地,还包括:第二有功功率总变化量变化判断单元61和单机有功功率变化量调整单元62。
[0137]
进一步地,第二有功功率总变化量变化判断单元61,用于判断风电场当前有功功率总变化量是否变小。单机有功功率变化量调整单元62,用于若风电场当前有功功率总变化量变小,则按照第二预设策略或第三预设策略调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量;其中,第二预设策略为依据风电场当前有功功率总变化量的减小量对每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量进行微调的策略,第三预设策略为依据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量确定微调权重的策略。
[0138]
进一步地,如图6所示,单机有功功率变化量调整单元62,具体包括:第一减小 量计算模块62a,减小量平均值计算模块62b,第一差值计算模块62c和第一单机有功功率变化量调整模块62d。
[0139]
其中,第一减小量计算模块62a,用于计算风电场当前有功功率总变化量的减小量。减小量平均值计算模块62b,用于计算当前风电场有功功率总变化量的减小量除以风电场中风力发电机组总台数的值,作为减小量平均值。第一差值计算模块62c,用于计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与减小量平均值的第一差值。第一单机有功功率变化量调整模块62d,用于依据第一差值调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[0140]
如图7所示,单机有功功率变化量调整单元62,具体包括:第二减小量计算模块62e,权重计算模块62f,权重分配减小量计算模块62g,第二差值计算模块62h,第二单机有功功率变化量调整模块62i。
[0141]
其中,第二减小量计算模块62e,用于计算风电场当前有功功率总变化量的减小量。权重计算模块62f,用于根据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量,计算每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重。权重分配减小量计算模块62g,用于根据每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重及风电场当前有功功率总变化量的减小量,计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的减小量。第二差值计算模块62h,用于计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与当前单机有功功率变化量的减小量的第二差值。第二单机有功功率变化量调整模块62i,用于依据第二差值调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[0142]
本实施例提供的风电场有功功率的分配装置可以执行图3所示方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
[0143]
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种风电场有功功率的分配方法,其特征在于,包括: 根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前有功功率总变化量; 若所述风电场当前有功功率总变化量大于零,则根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若所述风电场当前有功功率总变化量小于零,则根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;所述第一预设策略为使所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,或者多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,同时所述多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值; 控制所述每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量,具体包括: 获取所述风电场中每台风力发电机组的单机储能值,并将所有风力发电机组的单机储能值按照升序进行排列; 计算当前未分配的有功功率总变化量除以未分配的风机发电机组台数的值,作为未分配的平均有功功率; 按照升序的顺序依次判断所述单机储能值是否小于所述未分配的平均有功功率; 若所述单机储能值小于所述未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值; 若所述单机储能值大于或等于所述未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于所述未分配的平均有功功率。
[权利要求 3]
根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量,具体包括: 获取所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,并将所有风力发电机组的可降功率值按照升序进行排列; 计算当前未分配的有功功率总变化量除以未分配的风机发电机组台数的值,作为未分配的平均有功功率; 按照升序的顺序依次判断所述可降功率值是否小于所述未分配的平均有功功率; 若所述可降功率值小于所述未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其可降功率值; 若所述可降功率值大于或等于所述未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于所述未分配的平均有功功率。
[权利要求 4]
根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述控制所述每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态步骤之后还包括: 判断所述风电场当前有功功率总变化量是否发生变化; 若所述风电场当前有功功率总变化量发生变化,则确定变化后的当前有功功率总变化量; 若所述变化后的当前有功功率总变化量大于零,则根据所述变化后的当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量; 若所述变化后的当前有功功率总变化量小于零,则根据所述变化后的当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括: 判断风电场当前有功功率总变化量是否变小; 若风电场当前有功功率总变化量变小,则按照第二预设策略或第三预设策略调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量;其中,所述第二预设策略为依据所述风电场当前有功功率总变化量的减小量对每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量进行微调的策略,所述第三预设策略为依据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量确定微调权重的策略。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的方法,其特征在于,按照第二预设策略调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量,具体包括: 计算所述风电场当前有功功率总变化量的减小量; 计算所述风电场当前有功功率总变化量的减小量除以风电场中风力发电机组总台数的值,作为减小量平均值; 计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与所述减小量平均值的第一差值; 依据所述第一差值调整分配给所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[权利要求 7]
根据权利要求5所述的方法,其特征在于,按照第三预设策略调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量,具体包括: 计算所述风电场当前有功功率总变化量的减小量; 根据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量,计算每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重; 根据所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重及所述风电场当前有功功率总变化量的减小量,计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的减小量; 计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与所述当前单机有功功率变化量的减小量的第二差值; 依据所述第二差值调整分配给所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[权利要求 8]
一种风电场有功功率的分配装置,其特征在于,包括: 有功功率总变化量计算单元,用于根据电网的当前频率变化量,计算风电场当前 有功功率总变化量; 单机有功功率变化量分配单元,用于若所述风电场当前有功功率总变化量大于零,则根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的单机储能值,按照第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若所述风电场当前有功功率总变化量小于零,则根据所述当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;所述第一预设策略为使所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,或者多台风力发电机组的当前单机有功功率变化量相等,同时所述多台风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值或可降功率值; 运行状态调整单元,用于控制所述每台风力发电机组按照分配的当前单机有功功率变化量调整运行状态。
[权利要求 9]
根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述单机有功功率变化量分配单元,具体包括: 单机储能值排序模块,用于获取所述风电场中每台风力发电机组的单机储能值,并将所有风力发电机组的单机储能值按照升序进行排列; 平均有功功率计算模块,用于计算当前未分配的有功功率总变化量除以未分配的风机发电机组台数的值,作为未分配的平均有功功率; 单机储能值判断模块,用于按照升序的顺序依次判断所述单机储能值是否小于所述未分配的平均有功功率; 第一单机有功功率变化量分配模块,用于若所述单机储能值小于所述未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其单机储能值;若所述单机储能值大于或等于所述未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于所述所述未分配的平均有功功率。
[权利要求 10]
根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述单机有功功率变化量分配单元,具体包括: 可降功率值排序模块,用于获取所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,并将所有风力发电机组的可降功率值按照升序进行排列; 可降功率值判断模块,用于按照升序的顺序依次判断所述可降功率值是否小于所述未分配的平均有功功率; 第二单机有功功率变化量分配模块,用于若所述可降功率值小于所述未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于其可降功率值;若所述可降功率值大于或等于所述未分配的平均有功功率,则分配给对应的风力发电机组的当前单机有功功率变化量等于所述所述未分配的平均有功功率。
[权利要求 11]
根据权利要求10所述的装置,其特征在于,还包括: 第一有功功率总变化量变化判断单元,用于判断所述风电场当前有功功率总变化量是否发生变化; 所述单机有功功率变化量分配单元,还用于若所述变化后的当前有功功率总变化量大于零,则根据所述变化后的当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电 机组的单机储能值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量;若所述变化后的当前有功功率总变化量小于零,则根据所述变化后的当前有功功率总变化量和所述风电场中每台风力发电机组的可降功率值,按照所述第一预设策略为每台风力发电机组分配当前单机有功功率变化量。
[权利要求 12]
根据权利要求11所述的装置,其特征在于,还包括: 第二有功功率总变化量变化判断单元,用于判断风电场当前有功功率总变化量是否变小; 单机有功功率变化量调整单元,用于若风电场当前有功功率总变化量变小,则按照第二预设策略或第三预设策略调整分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量;其中,所述第二预设策略为依据所述风电场当前有功功率总变化量的减小量对每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量进行微调的策略,所述第三预设策略为依据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量确定微调权重的策略。
[权利要求 13]
根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述单机有功功率变化量调整单元,具体包括: 第一减小量计算模块,用于计算所述风电场当前有功功率总变化量的减小量; 减小量平均值计算模块,用于计算所述风电场当前有功功率总变化量的减小量除以风电场中风力发电机组总台数的值,作为减小量平均值; 第一差值计算模块,用于计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与所述减小量平均值的第一差值; 第一单机有功功率变化量调整模块,用于依据所述第一差值调整分配给所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。
[权利要求 14]
根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述单机有功功率变化量调整单元,具体包括: 第二减小量计算模块,用于计算所述风电场当前有功功率总变化量的减小量; 权重计算模块,用于根据分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量,计算每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重; 权重分配减小量计算模块,用于根据所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的权重及所述风电场当前有功功率总变化量的减小量,计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量的减小量; 第二差值计算模块,用于计算分配给每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量与所述当前单机有功功率变化量的减小量的第二差值; 第二单机有功功率变化量调整模块,用于依据所述第二差值调整分配给所述每台风力发电机组的当前单机有功功率变化量。

附图

[ 图 0001]  
[ 图 0002]  
[ 图 0003]  
[ 图 0004]  
[ 图 0005]  
[ 图 0006]  
[ 图 0007]