一种风电场调频风机排序方法技术

一种风电场调频风机排序方法，先利用多变量熵值加权法分析风机发电机转速、桨距角、实时有功功率、风速、减载比、历史响应速度6个指标；再采用正态分布作为隶属度函数来计算步骤1中各项指标的评价集，计算风电机组有功调频调控性能的综合评分，形成机组的一次调频调控性能序列表；进而确定权重，在每一个调控周期重新计算一次各个指标的权重；最后根据一次调频调控顺序表依次下发调频指令，减少一次调频指令迭代次数，使一次调频响应时间小于1秒。本发明专利技术克服了现有技术的不足，基于场站级风机调频响应排序优化了风电场一次调频功率指令的迭代过程，降低了迭代次数，提升了风电场一次调频响应速度。调频响应速度。调频响应速度。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场调频风机排序方法


[0001]本专利技术涉及风电场调频
，具体涉及一种风电场调频风机排序方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国风力发电机容量和消纳总量高速增长，但风电弃风问题严重，而系统调频能力不足是造成风电弃风的主要原因之一。目前，常规机组不仅要跟随负荷的变化，还需平衡风电的出力波动性，当波动范围超出系统调节能力时，必须控制其出力保持系统平衡，就会造成弃风。
[0003]现有风电场一次调频系统中；难以评估风机对功率控制指令的响应状态，至使一次调频功率控制指令执行率低，且风电场一次调频响应时间长。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种风电场调频风机排序方法，克服了现有技术的不足，基于场站级风机调频响应排序优化了风电场一次调频功率指令的迭代过程，降低了迭代次数，提升了风电场一次调频响应速度。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种风电场调频风机排序方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1：利用多变量熵值加权法分析风机发电机转速、桨距角、实时有功功率、风速、减载比、历史响应速度6个指标；
[0008]步骤S2：采用正态分布作为隶属度函数来计算步骤1中各项指标的评价集，计算风电机组有功调频调控性能的综合评分，形成机组的一次调频调控性能序列表；进而确定权重，在每一个调控周期重新计算一次各个指标的权重；
[0009]步骤S3：根据一次调频调控顺序表依次下发调频指令，减少一次调频指令迭代次数，使一次调频响应时间小于1秒。
[0010]优选地，所述步骤S2中，采用正态分布作为隶属度函数来计算步骤1中各项指标的评价集，计算风电机组有功调频调控性能的综合评分，形成机组的一次调频调控性能序列表；具体包括以下步骤：
[0011]步骤S21：选取模糊正态分布的密度函数计算各参量的隶属度为：
[0012][0013]其中：M(xij)是参量xij的隶属度；μ为分布期望值，即工程中需要给定的该评价区间隶属度为1的值；σ是高斯函数的宽度；
[0014]步骤S22：设定“优”“良”“差”的评分权重为0.5,0.3,0.2，然后按下式计算风电机组i在指标j下的评分fij：
[0015][0016]以得到机组i在6个评估指标下的评价集为:
[0017]Fi＝[f
i1
,f
i2
,f
i3
,f
i4
,f
i5
,f
i6
]；
[0018]步骤S23：按下式计算便可以得到风电机组i的有功功率调控性能参数Ai：
[0019]Ai＝UF
iT
；
[0020]步骤S24：将风电机组有功功率的调控性能参数转换成综合评分Bi，转换公式如下式所示：
[0021][0022]步骤S25：按照上述步骤计算出每一台风电机组的综合评分Bi，由大到小排序，以得到风机的调控序列表。
[0023]优选地，所述步骤S3中，在单台风机指令接收错误与控制故障时，风电场依然可通过排序迭代完成预期调频需求。
[0024]本专利技术提供了一种风电场调频风机排序方法。具备以下有益效果：基于多指标熵值加权的机组状态评估方法，实时评估机组快速调频响应状态，建立了参与一次调频的风机响应状态排序表；优化了风电场一次调频功率指令的迭代过程，降低了迭代次数，提升了风电场一次调频响应速度。解决现有风电场一次调频系统中难以评估风机对功率控制指令的响应状态，至使一次调频功率控制指令执行率低，风电场一次调频响应时间长的难题。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0026]图1本专利技术的步骤原理框图；
[0027]图2本专利技术中各参量对于三类评语隶属度的计算模型图；
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0029]如图1所示，一种风电场调频风机排序方法，包括以下步骤：
[0030]步骤S1：利用多变量熵值加权法分析风机发电机转速、桨距角、实时有功功率、风速、减载比、历史响应速度6个指标；
[0031]步骤S2：采用正态分布作为隶属度函数来计算步骤1中各项指标的评价集，计算风电机组有功调频调控性能的综合评分，形成机组的一次调频调控性能序列表；进而确定权重，在每一个调控周期重新计算一次各个指标的权重；
[0032]步骤S3：用于场站级协调控制根据一次调频调控顺序表依次下发调频指令，减少一次调频指令迭代次数，使一次调频响应时间小于1秒。同时，在单台风机指令接收错误与控制故障时，风电场依然可通过排序迭代完成预期调频需求。
[0033]在本专利技术中，对不同机组调频能力进行分组排序，并完成多机组迭代协调的精确完成不同机组的调频功率，场级有功功率协调精度达到98％,，搭建了风电场3层分级快速
调频控制系统风电场下垂控制。
[0034]并利用熵值加权法分析风机发电机转速、桨距角、实时有功功率、风速、减载比、历史响应速度6个指标。由熵值决定效用价值，应用正态分布作为隶属度函数来计算各项指标的评价集，进而确定权重，在每一个调控周期重新计算一次各个指标的权重。
[0035]例如：评价33台机组的一次调频调控能力，由6个指标组成衡量标准，则初始矩阵X33
×
6为：
[0036][0037]其中，熵值决策法的主要思路是计算方法包含数据的标准化处理、计算指标信息效用值、计算指标权重、确定样本的评价值4个环节。
[0038]在本专利技术中，所述步骤S2采用正态分布作为隶属度函数来计算步骤1中各项指标的评价集，计算风电机组有功调频调控性能的综合评分，形成机组的一次调频调控性能序列表；具体包括以下步骤：
[0039]步骤S21：选取模糊正态分布的密度函数计算各参量的隶属度为：
[0040][0041]其中：M(xij)是参量xij的隶属度；μ为分布期望值，即工程中需要给定的该评价区间隶属度为1的值；σ是高斯函数的宽度；
[0042]本技术确定与评语集元素相对应的3个评价区间对因素集中的参量进行评价。3个区间的分布期望μ依次为μ
min
、μ0、μ
max
；
[0043]其中μ
min
和μmax为该量属性的最小值和最大值，μ0为风机可参与调频各指标的给定期望值，由高斯函数的特性可知，函数曲线下99.73％的面积在期望值μ左右3个标准差(3σ)范围内，因此本文采用常用的6σ作为函数的定义域。各区间分布的具体表达式分别为：
[0044][0045][0046][0047]根据以上分布函数确定各参量对于三类评语隶属度的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场调频风机排序方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：利用多变量熵值加权法分析风机发电机转速、桨距角、实时有功功率、风速、减载比、历史响应速度6个指标；步骤S2：采用正态分布作为隶属度函数来计算步骤1中各项指标的评价集，计算风电机组有功调频调控性能的综合评分，形成机组的一次调频调控性能序列表；进而确定权重，在每一个调控周期重新计算一次各个指标的权重；步骤S3：根据一次调频调控顺序表依次下发调频指令，减少一次调频指令迭代次数，使一次调频响应时间小于1秒。2.根据权利要求1所述的一种风电场调频风机排序方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用正态分布作为隶属度函数来计算步骤1中各项指标的评价集，计算风电机组有功调频调控性能的综合评分，形成机组的一次调频调控性能序列表；具体包括以下步骤：步骤S21：选取模糊正态分布的密度函数计算各参量的隶属度为：其中：M(x
ij
)是参量x
ij
的隶属度；μ为分布期望值，即工程中需要给定的该评价区间隶属度为1的值；σ是高斯函数的宽度；步骤S22：设...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹欣，谭建鑫，白日欣，沙济通，井延伟，秦晓亮，魏晓阳，
申请(专利权)人：河北建投新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：