一种风电场并网发电输出有功功率的控制方法

摘要

本发明涉及一种风电场并网发电输出有功功率的控制方法，属于风电场并网控制技术领域。本发明首先建立风电场当前可能发出的功率和为抑制波动需要放弃的波动功率的关系，求得需要抑制有功功率波动值；根据电网对不同风电场不同时段对波动幅值的要求，确定一阶低通滤波器的时间常数，确定采样间隔，进一步在时域中离散求得平抑参数；将风电场单机控制归纳为目标可调整的整体控制策略；得到适应于电网的可调控的有功功率目标值，风电场协调控制就可以根据目标值合理分配负荷，风机的自我保护也从被动调桨或解列式变为主动预防式，不但有效增加风机运行效率，也减少对电网的冲击，对风机运行起到了积极的保护。

主权项

一种风电场并网发电输出有功功率的控制方法，其特征在于：该控制方法的步骤如下：1)根据风电机组自身设备测量叠加或者风功率预测系统得到风电场可发的有功功率P_w；2)根据当前电网旋转备用容量、稳定要求和负荷要求确定风电场注入电网的有功功率P_out，P_w＝P_out+P_res其中，P_res为弃掉的风电有功功率；3)根据电网对不同风电场不同时段对波动幅值的要求,确定一阶低通滤波器的时间常数τ，使之满足：$P_{\mathrm{res}}=\frac{\mathrm{\tau s}}{1+\mathrm{\tau s}}{P}_W=K_1{P}_W$$P_{\mathrm{out}}=\frac{1}{1+\mathrm{\tau s}}{P}_W=K_2{P}_W$其中为一阶高通滤波器，为一阶低通滤波器,τ为一阶低通滤波器的时间常数,τ＝2πf_c，f_c为等值滤波器截止频率；4)对风电场注入电网的有功功率P_out进行时域分析和离散整理后得到：$P_{\mathrm{out}}^{\left(N\right)}=\alpha P_W^N+(1-\alpha )P_{\mathrm{out}}^{(N-1)}$其中，为风电场第N时刻注入电网的有功功率，为第N时刻风电场可发的有功功率，为前一时刻即第N‑1时刻风电场注入电网的有功功率，α为平抑参数，t为采样间隔；风电场注入电网的有功功率P_out可进行以下调整：为风电场注入电网的有功功率P_out设定标杆功率P_ref，即电网调度每间隔一定时间会给风电场下发发电计划值，比较风电场注入电网的有功功率P_out和标杆功率P_ref，得出允许有功波动值δ，$\delta =(1-K_2)\times 100\%=\left|\frac{P_{\mathrm{ref}}-P_{\mathrm{out}}}{P_{\mathrm{ref}}}\right|\times 100\%$设定波动阈值θ，如果允许有功波动值δ与波动阈值θ的偏差的绝对值大于ε，即|δ‑θ|>ε，则再次返回调整周期直至结果收敛，如果允许有功波动值δ与波动阈值θ的偏差的绝对值小于或等于ε，即|δ‑θ|≤ε，则结束本次调整，其中ε为足够小；循环对风电场注入电网的有功功率P_out做调整，直至逼近标杆功率P_ref；5)根据步骤4)中经过调整后得到的风电场注入电网的有功功率P_out，风电场协调控制合理分配负荷。