海上风机阵列输出指令控制方法、系统、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海上风机阵列输出指令控制方法、系统、装置及存储介质，所述海上风机阵列输出指令控制方法，包括步骤：计算目标风机t‑1时刻的叠加风速；依据t‑1时刻目标风机的叠加风速，结合t‑1时刻目标风机的功率输出指令、t‑1时刻目标风机的风速，计算出t时刻目标风机的功率输出指令；输出该t时刻目标风机的功率输出指令，用于控制目标风机t时刻的功率输出。本发明专利技术提供的海上风机阵列输出指令控制方法，以基于目标风机和相邻风机风速、距离的多尺度评价体系，自主建立适用于当前应用环境的风机输出指令值。既让风电机组场站整体进行最合理的功率分配，又通过风速叠加的方式兼顾了单个风机的功率输出预测。

【技术实现步骤摘要】
海上风机阵列输出指令控制方法、系统、装置及存储介质
本专利技术属于海上风力发电领域，具体涉及一种海上风机阵列输出指令控制方法、系统、装置及存储介质。
技术介绍
目前国内海上风电产业发展迅速，国内海上风电近年规划及在建项目数量众多。随着各省份沿海省份的海上风电大规模接入电网，由于风电功率预测不准确和反调峰特性等因素所导致的海上风机阵列输出控制指令不精确的问题，具有影响电网的稳定性的可能。目前大规模海上风电场站的海上风机单体控制整体处于粗放状态，即根据实时风速，通过控制系统直接决定海上风机的输出功率指令目标值，这种方式会导致单体海上风机输出功率分配不合理，单体海上风机输出指令不精确的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海上风机阵列输出指令控制方法、系统、装置及存储介质，以解决现有技术中，通过控制系统直接决定海上风机的输出功率指令目标值，导致单体海上风机输出功率分配不合理，单体海上风机输出指令不精确的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种海上风机阵列输出指令控制方法，包括如下步骤：计算目标风机t-1时刻的叠加风速；依据t-1时刻目标风机的叠加风速，结合t-1时刻目标风机的功率输出指令、t-1时刻目标风机的风速，计算出t时刻目标风机的功率输出指令；输出该t时刻目标风机的功率输出指令，用于控制目标风机t时刻的功率输出。具体的，所述计算目标风机t-1时刻的叠加风速Δv，具体方法如下：式中：vi为t-1时刻第i台相邻风机的风速；di为目标风机和第i台相邻风机的间距；θi为vi与di的夹角；αi为vi和v的夹角，v为t-1时刻目标风机的风速。具体的，计算出t时刻目标风机的功率输出指令P0(t)的具体方式如下：P0(t)＝P0(t-1)+0.5ρπR2[Cp(λ(v+Δv)，β)×(v+Δv)3-Cp(λ，β)×v3]式中，P0(t-1)为目标风机t-1时刻的功率输出指令值；ρ代表空气密度；R代表风轮半径；λ代表叶尖速比；β代表桨距角；Cp(λ，β)代表以叶尖速比和桨距角为自变量的风能利用系数函数；v代表t-1时刻的目标风机风速；Δv代表叠加风速。本专利技术提供的另一个技术方案是，一种用于所述海上风机阵列输出指令控制方法的系统，包括：叠加风速计算模块，用于计算目标风机t-1时刻的叠加风速；功率输出指令计算模块，用于依据t-1时刻目标风机的叠加风速，结合t-1时刻目标风机的功率输出指令、t-1时刻目标风机的风速，计算出t时刻目标风机的功率输出指令；结果输出模块，用于输出该t时刻目标风机的功率输出指令。具体的，叠加风速计算模块计算目标风机t-1时刻的叠加风速，具体方法如下：式中：vi为t-1时刻第i台相邻风机的风速；di为目标风机和第i台相邻风机的间距；θi为vi与di的夹角；αi为vi和v的夹角，v为t-1时刻目标风机的风速。具体的，功率输出指令计算模块计算出t时刻目标风机的功率输出指令，具体方式如下：P0(t)＝P0(t-1)+0.5ρπR2[Cp(λ(v+Δv)，β)×(v+Δv)3-Cp(λ，β)×v3]式中，P0(t-1)为目标风机t-1时刻的功率输出指令值；p代表空气密度；R代表风轮半径；λ代表叶尖速比；β代表桨距角；Cp(λ，β)代表以叶尖速比和桨距角为自变量的风能利用系数函数；v代表t-1时刻的目标风机风速；Δv代表叠加风速。本专利技术提供的有一个技术方案是：一种用于所述海上风机阵列输出指令控制方法的装置，包括海上风电场站集控系统和海上变流器控制系统；所述海上风电场站集控系统，用于计算目标风机t-1时刻的叠加风速；依据t-1时刻目标风机的叠加风速，结合t-1时刻目标风机的功率输出指令、t-1时刻目标风机的风速，计算出t时刻目标风机的功率输出指令；输出该t时刻目标风机的功率输出指令；所述海上变流器控制系统，用于接收所述结果输出模块输出的功率输出指令，进而控制目标风机的输出功率。具体的，所述海上风电场站集控系统与所述海上变流器控制系统通过光纤连接。具体的，所述海上风电场站集控系统与n个所述海上变流器控制系统连接；n≥2，为正整数。本专利技术提供的在一个技术方案是，一种计算机可读的存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现所述的海上风机阵列输出指令控制方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术实施例提供的海上风机阵列输出指令控制方法，功能清晰、逻辑严谨且易于实现，在避免了复杂迭代与循环的同时，以基于目标风机和相邻风机风速、距离的多尺度评价体系，自主建立适用于当前应用环境的风机输出指令值。既让风电机组场站整体进行最合理的功率分配，又通过风速叠加的方式兼顾了单个风机的功率输出预测。2、本专利技术实施例提供的海上风机阵列输出指令控制方法，算法运行速度快，控制结果精确，相比传统能量分配方式，控制指令精度提升15％以上。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例海上风机阵列输出指令控制方法的流程图。图2是本专利技术实施例中，用于所述海上风机阵列输出指令控制方法的装置结构图。图3是本专利技术实施例中，目标风机和相邻风机的位置示意图。图4是本专利技术实施例中，用于所述海上风机阵列输出指令控制方法的装置控制示意图。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。为了填补海上风电场站对于单体海上风机输出功率分配不合理，单体海上风机输出指令不精确的缺陷，提高海上风电风机阵列风机转化效率、提高海上风机阵列整体寿命、增加海上风电场站功率预测稳定性，本专利技术实施例提供了一种海上风机阵列输出指令控制方法、系统、装置及存储介质。如图1所示，一种海上风机阵列输出指令控制方法，包括如下步骤：S1、计算目标风机t-1时刻的叠加风速Δv；如图3所示，具体方法如下，基于相邻风机的风速和物理距离夹角：式中：vi为t-1时刻第i台相邻风机的风速；di为目标风机和第i台相邻风机的间距；θi为vi与di的夹角；αi为vi和v的夹角，v为t-1时刻目标风机的风速。S2、依据t-1时刻目标风机的叠加风速，结合t-1时刻目标风机的功率输出指令、t-1时刻目标风机的风速，计算出t时刻目标风机的功率输出指令P0(t)；基于风速叠加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.海上风机阵列输出指令控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n计算目标风机t-1时刻的叠加风速；/n依据t-1时刻目标风机的叠加风速，结合t-1时刻目标风机的功率输出指令、t-1时刻目标风机的风速，计算出t时刻目标风机的功率输出指令；/n输出该t时刻目标风机的功率输出指令，用于控制目标风机t时刻的功率输出。/n

【技术特征摘要】
1.海上风机阵列输出指令控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
计算目标风机t-1时刻的叠加风速；
依据t-1时刻目标风机的叠加风速，结合t-1时刻目标风机的功率输出指令、t-1时刻目标风机的风速，计算出t时刻目标风机的功率输出指令；
输出该t时刻目标风机的功率输出指令，用于控制目标风机t时刻的功率输出。


2.根据权利要求1所述的海上风机阵列输出指令控制方法，其特征在于，所述计算目标风机t-1时刻的叠加风速△v，具体方法如下：



式中：vi为t-1时刻第i台相邻风机的风速；di为目标风机和第i台相邻风机的间距；θi为vi与di的夹角；αi为vi和v的夹角，v为t-1时刻目标风机的风速。


3.根据权利要求1所述的海上风机阵列输出指令控制方法，其特征在于，计算出t时刻目标风机的功率输出指令P0(t)的具体方式如下：
P0(t)＝P0(t-1)+0.5ρπR2[Cp(λ(v+Δv)，β)×(v+Δv)3-Cp(λ，β)×v3]
式中，P0(t-1)为目标风机t-1时刻的功率输出指令值；ρ代表空气密度；R代表风轮半径；λ代表叶尖速比；β代表桨距角；Cp(λ,β)代表以叶尖速比和桨距角为自变量的风能利用系数函数；v代表t-1时刻的目标风机风速；△v代表叠加风速。


4.用于权利要求1所述海上风机阵列输出指令控制方法的系统，其特征在于，包括：
叠加风速计算模块，用于计算目标风机t-1时刻的叠加风速；
功率输出指令计算模块，用于依据t-1时刻目标风机的叠加风速，结合t-1时刻目标风机的功率输出指令、t-1时刻目标风机的风速，计算出t时刻目标风机的功率输出指令；
结果输出模块，用于输出该t时刻目标风机的功率输出指令。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，叠加风速计算模块计算目标风机t-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铮，杭兆峰，郭小江，刘溟江，汤海雁，姚中原，申旭辉，李冬，孙栩，赵瑞斌，付明志，秦猛，李春华，孙超，吴凯，彭泳江，严祺慧，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，盛东如东海上风力发电有限责任公司，华能国际电力江苏能源开发有限公司，华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11