一种风力发电机群的分散协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机群的分散协调控制方法，控制中心将发电利用率信息传递给作为领导者代理的风力发电机；控制中心计算风力发电机群目标功率与实际功率的差值，判断风力发电机群目标功率与实际功率差值的绝对值是否小于允许误差值，若小于允许误差值则结束对风力发电机群的控制，若不小于允许误差值则根据风力发电机群的目标功率与实际功率的差值修改发送给作为领导者代理的风力发电机的发电利用率信息，并重复执行步骤一至步骤三。本发明专利技术保证了发电功率任务在各风机间分配的公平性，使得风电场风机群的控制方法更加多样。

A Decentralized Coordination Control Method for Wind Turbine Cluster

The invention discloses a decentralized coordinated control method for wind turbine group, in which the control center transmits the information of generation utilization rate to the wind turbine as the leader agent; the control center calculates the difference between the target power and the actual power of the wind turbine group, and judges whether the absolute value of the difference between the target power and the actual power of the wind turbine group is less than the allowable error value, if less than the allowable error value. If the error value is not less than the allowable error value, the generation utilization information sent to the wind turbine as the leader's agent is modified according to the difference between the target power and the actual power of the wind turbine group, and the steps 1 to 3 are repeated. The invention ensures the fairness of the distribution of power generation tasks among the fans, and makes the control methods of the wind farm fan group more diverse.

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机群的分散协调控制方法
本专利技术涉及风力发电机群控制
，具体涉及一种风力发电机群的分散协调控制方法。
技术介绍
随着风力发电场的不断建设，风力发电场的规模和容量也不断提高，单个风电场内的风力发电机数量也逐渐增多。但当前风电场的控制中心对风力发电机个体的控制方式大多为集中控制，即所有的风力发电机直接与控制中心通讯，在风机数量过多时将会给控制中心带来较大的通讯压力并产生较长的控制延迟，显然这无法适应风力发电场的发展趋势。因此，如何高效地采用非集中控制的方法，而采用分散协调的控制方法对风力发电机个体进行控制，使风力发电机群能达到需要的目标功率是本领域亟需解决的重要问题。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种风力发电机群的分散协调控制方法，采用发电利用率传递控制信息，利用一致性协议实现非集中控制下风力发电机个体的协调控制，克服了风力发电机分布广泛的特点，减轻了控制中心的通讯压力，提高了资源利用率问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征在于：包括步骤：步骤一、控制中心将发电利用率信息传递给作为领导者代理的风力发电机；所述发电利用率信息由作为领导者代理的风力发电机通过一致性协议传递给其他风力发电机代理；步骤二、控制中心计算风力发电机群目标功率与实际功率的差值，风力发电机群中的各发电机的实际功率根据各风力发电机处的代理接收到的发电利用率信息调整；步骤三、控制中心判断风力发电机群目标功率与实际功率差值的绝对值是否小于允许误差值，若小于允许误差值则结束对风力发电机群的控制，若不小于允许误差值则根据风力发电机群的目标功率与实际功率的差值修改发送给作为领导者代理的风力发电机的发电利用率信息，并重复执行步骤一至步骤三。前述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：所述代理预装到每个风力发电机中，所述领导者代理与控制中心直接相连，其他风力发电机代理与邻近风力发电机代理相连。前述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：所述发电利用率为：设风力发电机i运行的允许最小功率为Pimin，Pi为风力发电机i自身实际功率，预测风力发电机i当前可发最大功率为Pimax，则发电利用率Pui的公式如下：前述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：所述步骤一中发电利用率信息由作为领导者代理的风力发电机传递给其他风力发电机代理，包括步骤：1)由各个风力发电机间的集电线路连接方式形成的各个风力发电机之间的连接拓扑图，根据连接拓扑图计算邻接矩阵A；邻接矩阵中的元素为a(i,j)，其中，i,j＝1,...,n，n为风力发电机个数；A对角线元素值均为0，非对角线元素a(i,j)，i≠j，为风力发电机i与风力发电机j之间的连接边数；2)由邻接矩阵A得到拉普拉斯矩阵L，拉普拉斯矩阵中的元素为l(i,j)：3)根据拉普拉斯矩阵L计算行随机矩阵D，行随机矩阵中的元素为d(i,j)：4)若作为领导者代理的风力发电机编号为k，在t时刻收到控制中心给出的发电利用率Puk(t)后，t+1时刻传递到其余第i个风力发电机代理的发电利用率Pui(t+1)为：Puj(t)为t时刻第j台风力发电机的发电利用率，公式(4)即是领导者代理风力发电机与其它风力发电机代理之间的一致性协议，用以传递发电利用率信息。前述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：所述步骤二中，风力发电机群的各发电机的实际功率根据各风力发电机处的代理接收到的发电利用率信息调整，具体为：当各风力发电机处的代理接收到的发电利用率大于1时，代理将自身发电利用率置为1并根据发电利用率调整自身实际功率；代理接收到的发电利用率不大于1时，则直接根据发电利用率调整自身实际功率。前述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：风力发电机i自身实际功率为：Pi＝Pimin+Pui(Pimax-Pimin)(5)。其中，Pimin为风力发电机i运行的允许最小功率，Pi为风力发电机i自身实际功率，Pui为发电利用率，Pimax为代理预测的风力发电机当前可发最大功率。前述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：所述骤二中风力发电机群目标功率与实际功率的差值公式为：其中，ΔP(t)为t时刻的风力发电机群目标功率与实际功率之间的差值，Pgoal为风力发电机群的目标功率，Pi(t)为风力发电机i在t时刻的实际功率值。前述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：步骤三中，作为领导者代理的风力发电机k的发电利用率信息修正公式为：其中，Puk(t+1)为修正后的t+1时刻风力发电机i的发电利用率，λ为修正系数，Puj(t)为t时刻第j台风力发电机的发电利用率，d(k,j)为行随机矩阵中的元素。一种风力发电机群的分散协调控制中心(或控制系统)，其特征在于，包括：发送发电利用率信息模块，用于将发电利用率信息传递给作为领导者代理的风力发电机；发电利用率信息再由作为领导者代理的风力发电机通过一致性协议传递给其他风力发电机代理；差值计算模块，用于计算风力发电机群目标功率与实际功率的差值，风力发电机群中的各发电机的实际功率根据各风力发电机处的代理接收到的发电利用率信息调整；差值分析判断模块，用于判断风力发电机群目标功率与实际功率差值的绝对值是否小于允许误差值，若小于允许误差值则结束对风力发电机群的控制，若不小于允许误差值则根据风力发电机群的目标功率与实际功率的差值修改发送给作为领导者代理的风力发电机的发电利用率信息，并重复执行上述模块。本专利技术所达到的有益效果：1)本专利技术可以在非集中控制下实现对风力发电机群中各个个体的控制，适应风力发电机的地域分布特性；在各风力发电机个体处设置代理，通过其与邻近风力发电机代理通讯来获取控制中心的控制信息并在风力发电机本体处进行控制，因此风力发电机代理的上线和掉线并不需使控制中心获悉，减轻了控制中心的控制压力；2)通过本专利技术可以使得各个风力发电机个体的发电能力得到相同程度地开发，即各台风力发电机的发电利用率相同，从而保证控制中心分配目标功率的公平性。附图说明图1是本专利技术的风力发电机群的分散协调控制方法总流程图；图2为8台风力发电机集电线路连接图；图3为各个风力发电机发电利用率的变化情况；图4为风力发电机总实际功率的变化情况；图5为各个风力发电机功率变化情况。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种风力发电机群的分散协调控制方法，包括以下步骤：步骤一、控制中心将发电利用率信息传递给作为领导者代理的风力发电机，所述发电利用率信息由作为领导者代理的风力发电机通过一致性协议传递给其他风力发电机代理；步骤二、控制中心计算风力发电机群目标功率与实际功率的差值，风力发电机群的各发电机的实际功率根据各风力发电机处的代理接收到的发电利用率信息调整；步骤三、控制中心判断风力发电机群目标功率与实际功率差值的绝对值是否小于允许误差值，若小于允许误差值则结束对风力发电机群的控制，若不小于允许误差值则根据风力发电机群的目标功率与实际功率的差值修改作为领导者代理的风力发电机的发电利用率信息，并重复执行步骤一至步骤三。每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征在于：包括步骤：步骤一、控制中心将发电利用率信息传递给作为领导者代理的风力发电机；所述发电利用率信息由作为领导者代理的风力发电机通过一致性协议传递给其他风力发电机代理；步骤二、控制中心计算风力发电机群目标功率与实际功率的差值，风力发电机群中的各发电机的实际功率根据各风力发电机处的代理接收到的发电利用率信息调整；步骤三、控制中心判断风力发电机群目标功率与实际功率差值的绝对值是否小于允许误差值，若小于允许误差值则结束对风力发电机群的控制，若不小于允许误差值则根据风力发电机群的目标功率与实际功率的差值修改发送给作为领导者代理的风力发电机的发电利用率信息，并重复执行步骤一至步骤三。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征在于：包括步骤：步骤一、控制中心将发电利用率信息传递给作为领导者代理的风力发电机；所述发电利用率信息由作为领导者代理的风力发电机通过一致性协议传递给其他风力发电机代理；步骤二、控制中心计算风力发电机群目标功率与实际功率的差值，风力发电机群中的各发电机的实际功率根据各风力发电机处的代理接收到的发电利用率信息调整；步骤三、控制中心判断风力发电机群目标功率与实际功率差值的绝对值是否小于允许误差值，若小于允许误差值则结束对风力发电机群的控制，若不小于允许误差值则根据风力发电机群的目标功率与实际功率的差值修改发送给作为领导者代理的风力发电机的发电利用率信息，并重复执行步骤一至步骤三。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：所述代理预装到每个风力发电机中，所述领导者代理与控制中心直接相连，其他风力发电机代理与邻近风力发电机代理相连。3.根据权利要求1所述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：所述发电利用率为：设风力发电机i运行的允许最小功率为Pimin，Pi为风力发电机i自身实际功率，预测风力发电机i当前可发最大功率为Pimax，则发电利用率Pui的公式如下：4.根据权利要求1所述的一种风力发电机群的分散协调控制方法，其特征是：所述步骤一中发电利用率信息由作为领导者代理的风力发电机传递给其他风力发电机代理，包括步骤：1)由各个风力发电机间的集电线路连接方式形成的各个风力发电机之间的连接拓扑图，根据连接拓扑图计算邻接矩阵A；邻接矩阵中的元素为a(i,j)，其中，i,j＝1,...,n，n为风力发电机个数；A对角线元素值均为0，非对角线元素a(i,j)，i≠j，为风力发电机i与风力发电机j之间的连接边数；2)由邻接矩阵A得到拉普拉斯矩阵L，拉普拉斯矩阵中的元素为l(i,j)：3)根据拉普拉斯矩阵L计算行随机矩阵D，行随机矩阵中的元素为d(i,j)：4)若作为领导者代理的风力发电机编号为k，在t时刻收到控制中心给出的发电利用率Puk(t)后，t+1时刻传递到其余第i个风力发电机代理的发电利用率Pui(t+1)为：Puj(t)为t时刻第j台风力发电机的发电利用率，公式(4)即是领导者代理风力发电机与其它风力发电机代理之...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天伟，王海华，潘磊，胡煜，王磊，韩学栋，陆冉，张震，袁龙威，谢伟，李奔，陈昕，陈琦，齐文瑾，曹炜，单新锐，杨非，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32