一种风电机组优化运行控制方法

摘要

一种风力发电场内风电机组优化运行控制方法，该方法基于实时测风数据和超短期风功率预测数据计算风电机组的功率裕度，并实时统计风电机组运行时间、停机时间，充分考虑风电机组的运行约束条件及环境因素的影响，通过风电机组的运行队列、停机队列之间的协调，在满足调度对风电场的出力要求前提下，可以保证风电场内的风电机组轮流运行，同时避免风电机组频繁启停，提高各个风电机组运行的公平性。

主权项

一种风电机组优化运行控制方法，用于高寒地区限电情况下风电机组的优化运行控制，所述方法包括以下步骤：(1)将风电场内的风电机组按照运行状态分为运行状态队列、停机状态队列；其中，运行状态队列按照风电机组运行系数大小进行排序，运行系数大的机组排序在前，其中机组运行系数是综合了风电机组连续运行时间、风电机组实发功率与最优有功功率比值、风电机组发生故障时间三个不同的因素，每个因素在排队过程中取不同的权重系数形成风电机组的运行系数；$K_{run}=k_1{T}_{run}+k_2\frac{P_{all}}{P_{opt}}+k_3{T}_f$K_run‑‑‑‑‑表示风电机组运行系数；T_run‑‑‑‑‑表示风电机组运行时间；P_all‑‑‑‑‑表示风电机组实发功率；P_opt‑‑‑‑‑表示风电机组的最优有功功率；T_f‑‑‑‑‑‑表示风电机组的故障时间；k₁‑‑‑运行时间权重系数；k₂‑‑‑‑最优功率比值系数；k₃‑‑故障时间权重系数；停机状态队列按照风电机组停机系数大小进行排序，停机系数大的机组排序在前，其中停机系数综合考虑风电机组停机时间、处于低温环境下的停机时间两个不同的因素，每个因素在排队过程中取不同的权重系数形成风电机组的停机系数，其中，所述低温是指温度低于零下25摄氏度；K_stop‑‑‑‑‑表示风电机组停机系数；T_stop‑‑‑‑‑表示风电机组停运时间；T_‑25‑‑‑‑‑表示风电机组处于低温环境下的停机时间；k₄‑‑‑‑‑停机时间权重系数；k₅‑‑‑‑‑‑低温环境下停机时间权重系数；(2)设定风电机组在冬季高寒地区处于停机状态的最长停机时间T_set，当风电机组的停机状态的实际时间、即停机时间T_stop＞T_set时，该风电机组需要启动；(3)根据当前环境下测定的风速、环境因素预测的风电机组最大运行功率P_max，计算需要启动的风电机组最小运行功率之和P_{up_min}，即：其中表示第i台需要启动的风电机组的最小运行功率，n表示需要启动的风电机组的数量；(4)计算运行状态队列中风电机组能够降低的风电功率之和ΔP_{down_all}，所述能够降低的风电功率之和等于运行状态队列中风电机组当前实际出力与最小运行功率之间的差值；${\mathrm{\Delta P}}_{down\_all}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}(P_{act}^i-P_{\min }^i)$其中：——表示第i台风电机组当前实际出力；——表示第i台风电机组最小运行功率；n——表示运行队列中可以降低功率的风电机组的数量；(5)如果处于运行状态的风电机组可以降低的风电功率之和大于需要启动的风电机组最小运行功率之和，即ΔP_{down_all}＞P_{up_min}，按照相似裕度法将需要启动的风电机组最小运行功率之和P_{up_min}在可降低的风电机组之间进行功率分配；同时将启动的机组按照步骤(1)的方式在运行状态队列中进行排序；(6)如果处于运行状态的风电机组可以降低的风电功率之和小于需要启动的风电机组最小运行功率之和ΔP_{down_all}＜P_{up_min}，直接按照运行状态队列顺序依次停风电机组，风电机组依次停机的功率和等于或大于需要启动的风电机组最小运行功率之和时为止，并将停运的风电机组按照步骤(1)的方式在停机状态队列中进行排序；(7)在步骤(6)中，停机的风电机组功率和与需要启动的风电机组最小运行功率之和有一定的差值，计算停运风电机组减少的发电功率ΔP_{ting_all}，将需要启动的风电机组最小运行功率之和减去停运风电机组减少的发电功率之后剩余的功率差，即P_{up_min}‑ΔP_{ting_all}在运行状态队列中能够调整的风电机组之间采用相似裕度法再次分配。