有效
风电机组输出功率控制方法、装置、电子设备及存储介质
周祥峰、蔡春元、李永健、简玮侠、黎礼飞
广东电网有限责任公司
摘要
本发明公开了一种风电机组输出功率控制方法、装置、电子设备及存储介质,用于解决或部分解决现有相关技术中海上风电机组功率控制效果差的技术问题。所述方法包括:采集海上风电机组的风能数据以及机组发电数据,并基于风能数据以及机组发电数据,计算海上风电机组的实时出力功率;若实时出力功率小于额定功率,则根据机组发电数据计算海上风电机组的风速变化量,并确定风速变化量对应的风速变化场景以及参数调整策略;结合参数调整策略以及风速变化场景对海上风电机组进行参数调控,并基于调控结果确定海上风电机组的输出功率调控量;采用输出功率调控量对海上风电机组的输出功率进行调整。
1.一种风电机组输出功率控制方法,其特征在于,包括:采集海上风电机组的风能数据以及机组发电数据,并基于所述风能数据以及所述机组发电数据,计算所述海上风电机组的实时出力功率;若所述实时出力功率小于额定功率,则根据所述机组发电数据计算所述海上风电机组的风速变化量,并确定所述风速变化量对应的风速变化场景以及参数调整策略,所述参数调整策略为单一参数主调整方式,或,双参数协同调整方式,或,全参数协同调整方式;结合所述参数调整策略以及所述风速变化场景对所述海上风电机组进行参数调控,并基于调控结果确定所述海上风电机组的输出功率调控量;所述海上风电机组对应的调控参数包括齿轮箱增速比、发电机电磁转矩以及风轮转速;采用所述输出功率调控量对所述海上风电机组的输出功率进行调整;其中,所述风速变化场景为第一变化场景,或,第二变化场景,或,第三变化场景,或,第四变化场景;所述第一变化场景所对应的风速变化量为 ,所述第二变化场景所对应的风速变化量为 ,所述第三变化场景所对应的风速变化量为 ,所述第四变化场景所对应的风速变化量为 ,其中, 为海上风电机组的风速变化量, 为海上风电机组在t-1时段的风速, 、 、 、 分别为海上风电机组风速变化量所在区域的风速边界系数, , 为风速边界系数的预设阈值。
2.根据权利要求1所述的风电机组输出功率控制方法,其特征在于,所述参数调整策略为单一参数主调整方式,所述结合所述参数调整策略以及所述风速变化场景对所述海上风电机组进行参数调控,并基于调控结果确定所述海上风电机组的输出功率调控量,包括:若所述风速变化场景为第一变化场景,则将所述齿轮箱增速比作为主单一调整参数,并将所述发电机电磁转矩以及所述风轮转速作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第二变化场景,则将所述发电机电磁转矩作为主单一调整参数,并将所述齿轮箱增速比以及所述风轮转速作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第三变化场景,则将所述风轮转速作为主单一调整参数,并将所述齿轮箱增速比以及所述发电机电磁转矩作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第四变化场景,则将所述风轮转速作为主单一调整参数,并将所述齿轮箱增速比以及所述发电机电磁转矩作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;其中, 为t时段第i台海上风电机组与齿轮箱增速比调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组齿轮箱增速比的调控系数, 为t时段第i台海上风电机组与发电机电磁转矩调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组发电机电磁转矩的调控系数, 为t时段第i台海上风电机组与风轮转速调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组风轮转速的调控系数, 为第i台海上风电机组的输出功率调控量。
3.根据权利要求1所述的风电机组输出功率控制方法,其特征在于,所述参数调整策略为双参数协同调整方式,所述结合所述参数调整策略以及所述风速变化场景对所述海上风电机组进行参数调控,并基于调控结果确定所述海上风电机组的输出功率调控量,包括:若所述风速变化场景为第一变化场景,则将所述齿轮箱增速比以及所述发电机电磁转矩作为主调整参数,并将所述风轮转速作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第二变化场景,则将所述发电机电磁转矩作为主调整参数,将所述齿轮箱增速比作为次调整参数,并将所述风轮转速作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第三变化场景,则将所述风轮转速以及所述发电机电磁转矩作为主调整参数,并将所述齿轮箱增速比作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第四变化场景,则将所述风轮转速以及所述发电机电磁转矩作为主调整参数,并将所述齿轮箱增速比作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;其中, 为t时段第i台海上风电机组与齿轮箱增速比调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组齿轮箱增速比的调控系数, 为t时段第i台海上风电机组与发电机电磁转矩调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组发电机电磁转矩的调控系数, 为t时段第i台海上风电机组与风轮转速调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组风轮转速的调控系数, 为第i台海上风电机组的输出功率调控量。
4.根据权利要求3所述的风电机组输出功率控制方法,其特征在于,还包括:或,若所述风速变化场景为第一变化场景,则将所述齿轮箱增速比以及所述风轮转速作为主调整参数,并将所述发电机电磁转矩作为辅助微调参数,采用如下方式进行参数调控: ;此时,调控系数 的值为数值1减去调控系数 以及调控系数 。
5.根据权利要求1所述的风电机组输出功率控制方法,其特征在于,所述参数调整策略为全参数协同调整方式,所述结合所述参数调整策略以及所述风速变化场景对所述海上风电机组进行参数调控,并基于调控结果确定所述海上风电机组的输出功率调控量,包括:将所述齿轮箱增速比、所述发电机电磁转矩以及所述风轮转速作为关键参数;若所述风速变化场景为第一变化场景,则采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第二变化场景,则采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第三变化场景,则采用如下方式进行参数调控: ;若所述风速变化场景为第四变化场景,则采用如下方式进行参数调控: ;其中, 为t时段第i台海上风电机组与齿轮箱增速比调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组齿轮箱增速比的调控系数, 为t时段第i台海上风电机组与发电机电磁转矩调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组发电机电磁转矩的调控系数, 为t时段第i台海上风电机组与风轮转速调控相关的输出功率调控量分量, 为t时段第i台海上风电机组风轮转速的调控系数, 为第i台海上风电机组的输出功率调控量。
6.根据权利要求2至5任一项所述的风电机组输出功率控制方法,其特征在于,所述基于所述风能数据以及所述机组发电数据,计算所述海上风电机组的实时出力功率,包括:基于所述风能数据以及所述机组发电数据,通过如下公式计算所述海上风电机组的实时出力功率: ;其中, 为第i个海上风电机组的输出功率, 为第i个海上风电机组的风速, 为第i个海上风电机组扫风面积, , 为第i个海上风电机组的风叶长度, 为第i个海上风电机组的空气密度, 为第i个海上风电机组海上风速的影响系数, 为第i个海上风电机组来风间歇性的影响系数, 为第i个海上风电机组风向的影响系数, 为第i个海上风电机组来风风量的影响系数, 为第i个海上风电机组海上风能转化效率, 为海上风能数据相对于第i个海上风电机组的整体影响系数, ;所述方法还包括:结合所述海上风电机组的实时出力功率,通过如下公式计算海上风电站的实时出力功率: ;其中, 为第j个海上风电站的实时出力功率; 为第i个海上风电机组临近影响系数; 为第i个海上风电机组海浪影响系数, 为第j个海上风电机组的数量;所述方法还包括:结合所述海上风电站的实时出力功率,通过如下公式计算所有海上风电机组的整体实时出力功率: ;其中, 为所有海上风电机组的整体实时出力功率, 为第j个海上风电站临近影响系数, 为第j个海上风电站海浪影响系数, 为海上风电站的数量。
7.一种风电机组输出功率控制装置,其特征在于,包括:实时出力功率计算模块,用于采集海上风电机组的风能数据以及机组发电数据,并基于所述风能数据以及所述机组发电数据,计算所述海上风电机组的实时出力功率;参数调整策略确定模块,用于若所述实时出力功率小于额定功率,则根据所述机组发电数据计算所述海上风电机组的风速变化量,并确定所述风速变化量对应的风速变化场景以及参数调整策略,所述参数调整策略为单一参数主调整方式,或,双参数协同调整方式,或,全参数协同调整方式;参数调控模块,用于结合所述参数调整策略以及所述风速变化场景对所述海上风电机组进行参数调控,并基于调控结果确定所述海上风电机组的输出功率调控量;所述海上风电机组对应的调控参数包括齿轮箱增速比、发电机电磁转矩以及风轮转速;输出功率调整模块,用于采用所述输出功率调控量对所述海上风电机组的输出功率进行调整;其中,所述风速变化场景为第一变化场景,或,第二变化场景,或,第三变化场景,或,第四变化场景;所述第一变化场景所对应的风速变化量为 ,所述第二变化场景所对应的风速变化量为 ,所述第三变化场景所对应的风速变化量为 ,所述第四变化场景所对应的风速变化量为 ,其中, 为海上风电机组的风速变化量, 为海上风电机组在t-1时段的风速, 、 、 、 分别为海上风电机组风速变化量所在区域的风速边界系数, , 为风速边界系数的预设阈值。
8.一种电子设备,其特征在于,所述设备包括处理器以及存储器:所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-6任一项所述的风电机组输出功率控制方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质用于存储程序代码,所述程序代码用于执行权利要求1-6任一项所述的风电机组输出功率控制方法。



