风电场有功功率的调节裕度的确定方法、设备及风电场技术

一种风电场有功功率的调节裕度的确定方法、设备及风电场。涉及风力发电技术领域。该方法包括：根据电网频率和风电场的额定功率，确定有功功率调节动作，有功功率调节动作为上调功率，或下调功率，或不调功率；当确定有功功率调节动作为上调功率时，维持风电场中的各台风力发电机组的功率上调裕度不变，并调整各台风力发电机组的功率下调裕度，功率上调裕度用于指示功率的上调量，功率下调裕度用于指示功率的下调量；当确定有功功率调节动作为下调功率时，维持各台风力发电机组的功率下调裕度不变，并调整各台风力发电机组的功率上调裕度。利用该方案，当电网频率出现连续阶跃扰动时，能够降低风电场所需的响应时间，并且提升频率调节的精度。调节的精度。调节的精度。

【技术实现步骤摘要】
风电场有功功率的调节裕度的确定方法、设备及风电场


[0001]本申请涉及风力发电
，尤其涉及一种风电场有功功率的调节裕度的确定方法、设备及风电场。

技术介绍

[0002]目前，风电并网装机的规模增长迅猛，并且未来风电并网规模仍将不断增加。随着特高压电网的发展和新能源大规模持续并网，特高压交、直流混联电网逐步形成，电网格局与电源结构发生重大改变，电网特性也发生深刻变化，也使得大规模风电并网运行的工况更加复杂。
[0003]一次调频(Primary Frequency Control，PFR)指当电力系统(例如指电网)的频率偏离目标频率时，通过控制系统的自动反应，调整有功功率以限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。电网频率的连续阶跃扰动是指电网频率包含从过频到欠频和从欠频到过频的扰动过程。
[0004]随着风力发电对电网渗透率的提升，原有火电、水电对电网的频率调节能力不足，需要新能源参与频率控制。目前，当电网频率偏离正常频率范围时，需要风电场进行一次调频，也即调整输出的有功功率(以下简称功率)。当电网频率低于正常频率范围时，每台风力发电机组按照固定的调节裕度向上调节功率，当电网频率高于正常频率范围时，每台风力发电机组按照固定的调节裕度向下调节功率。但是，当电网频率出现连续阶跃扰动时，以上按照固定的调节裕度进行频率调节的方法所需的响应时间较长，且频率调节的精度较低。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种风电场有功功率的调节裕度的确定方法、设备及风电场，当电网频率出现连续阶跃扰动时，能够降低风电场所需的响应时间，并且提升频率调节的精度。
[0006]第一方面，本申请提供了一种风电场有功功率的调节裕度的确定方法，该方法包括：根据电网频率和风电场的额定功率，确定有功功率调节动作，所述有功功率调节动作为上调功率，或下调功率，或不调功率；当确定所述有功功率调节动作为上调功率时，维持所述风电场中的各台风力发电机组的功率上调裕度不变，并调整各台所述风力发电机组的功率下调裕度，所述功率上调裕度用于指示功率的上调量，所述功率下调裕度用于指示功率的下调量；当确定所述有功功率调节动作为下调功率时，维持各台所述风力发电机组的功率下调裕度不变，并调整各台所述风力发电机组的功率上调裕度。
[0007]利用本申请提供的方案，风电场中各台风力发电机组的上调裕度和下调裕度不是固定不变的，而是实时更新的。当风力发电机组先进行上调功率时上调裕度不变，但此时风力发电机组由于输出的有功功率变多，因此后续如果需要进行下调功率时，能够进行下调功率的能力变化，因此本申请改变该风力发电机组的下调裕度，例如将下调裕度增大；当风力发电机组先进行下调功率时下调裕度不变，但此时风力发电机组由于输出的有功功率降
低，因此后续如果需要进行上调功率时，能够进行上调功率的能力变化，因此本申请改变该风力发电机组的上调裕度，在一些实施例中，例如将上调裕度增大。当电网频率出现连续阶跃扰动时，本申请提供的方案通过合理调节有功功率的调节裕度，能够降低风电场所需的响应时间，并且提升频率调节的精度。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
[0009]当确定所述有功功率调节动作为上调功率或下调功率中的一种时，维持各台风力发电机组对应的额定功率不变，额定功率用于指示风力发电机组理论上能够输出的有功功率的大小。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述调整各台所述风力发电机组的功率下调裕度，具体包括：
[0011]根据所述电网频率和所述风电场的额定功率确定所述风电场的待调节总功率；
[0012]确定各台所述风力发电机组的实时运行功率和各台所述风力发电机组的最低运行功率的第一差值；
[0013]根据所述待调节总功率和各台所述风力发电机组对应的差值，确定各台所述风力发电机组的功率下调裕度。
[0014]在一种可能的实现方式中，各台所述风力发电机组的功率下调裕度，与各台所述风力发电机组对应的所述第一差值正相关。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述调整各台所述风力发电机组的功率上调裕度，具体包括：
[0016]根据所述电网频率和所述风电场的额定功率确定所述风电场的待调节总功率；
[0017]确定各台所述风力发电机组的额定功率和各台所述风力发电机组的实时运行功率的第二差值；
[0018]根据所述待调节总功率和各台所述风力发电机组对应的差值，确定各台所述风力发电机组的功率上调裕度。
[0019]在一种可能的实现方式中，各台所述风力发电机组的功率上调裕度，与各台所述风力发电机组对应的所述第二差值正相关。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
[0021]当确定所述有功功率调节动作为不调功率时，实时调整各台所述风力发电机组的功率上调裕度，以及各台所述风力发电机组的功率下调裕度。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
[0023]通过风力发电机组变桨或调节风力发电机组转子动能，上调所述功率上调裕度或所述功率下调裕度；
[0024]通过风力发电机组变桨，或调节风力发电机组转子动能，或利用制动电阻，下调所述功率上调裕度或所述功率下调裕度。
[0025]第二方面，本申请提供了一种风电场有功功率的调节裕度的确定装置，所述装置包括存储器、控制器和多个接口。其中，多个接口中的每个接口用于连接一台风力发电机组。存储器上存储有可执行程序，可执行程序被所述控制器执行时，实现以上实现方式提供的场有功功率的调节裕度的确定方法。
[0026]该装置当风电场的电网频率出现连续阶跃扰动时，通过合理调节有功功率的调节
裕度，能够降低风电场所需的响应时间，并且提升频率调节的精度。
[0027]在一种可能的实现方式中，该风电场有功功率的调节裕度的确定装置为风电场控制器。
[0028]实际应用中，该风电场控制器可以为风电场的无功管理平台(Voltage/Var Management Platform，VMP)。
[0029]第三方面，本申请还提供了一种风电场，该风电场包括以上实现方式提供的调节裕度的确定装置，该包括多台风力发电机组。所述多台风力发电机组与所述风电场有功功率的调节裕度的确定装置连接。
[0030]本申请提供的风电场，当电网频率出现连续阶跃扰动时，风电场的调节裕度的确定装置通过合理调节有功功率的调节裕度，能够降低风电场所需的响应时间，并且提升频率调节的精度，有利于快速恢复电网频率，维持电网频率的稳定性。
附图说明
[0031]图1为一种风电场的示意图；
[0032]图2为本申请实施例提供的一种风电场有功功率的调节裕度的确定方法的流程图；
[0033]图3为本申请实施例提供的一次调频下垂控制的波形图；
[0034]图4为本申请实施例提供的另一种风电场有功功率的调节裕度的确定方法的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场有功功率的调节裕度的确定方法，其特征在于，所述方法包括：根据电网频率和风电场的额定功率，确定有功功率调节动作，所述有功功率调节动作为上调功率，或下调功率，或不调功率；当确定所述有功功率调节动作为上调功率时，维持所述风电场中的各台风力发电机组的功率上调裕度不变，并调整各台所述风力发电机组的功率下调裕度，所述功率上调裕度用于指示功率的上调量，所述功率下调裕度用于指示功率的下调量；当确定所述有功功率调节动作为下调功率时，维持各台所述风力发电机组的功率下调裕度不变，并调整各台所述风力发电机组的功率上调裕度。2.根据权利要求1所述的风电场有功功率的调节裕度的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：当确定所述有功功率调节动作为上调功率或下调功率中的一种时，维持各台风力发电机组对应的额定功率不变，所述额定功率用于指示风力发电机组理论上能够输出的有功功率的大小。3.根据权利要求1所述的风电场有功功率的调节裕度的确定方法，其特征在于，所述调整各台所述风力发电机组的功率下调裕度，具体包括：根据所述电网频率和所述风电场的额定功率确定所述风电场的待调节总功率；确定各台所述风力发电机组的实时运行功率和各台所述风力发电机组的最低运行功率的第一差值；根据所述待调节总功率和各台所述风力发电机组对应的差值，确定各台所述风力发电机组的功率下调裕度。4.根据权利要求3所述的风电场有功功率的调节裕度的确定方法，其特征在于，各台所述风力发电机组的功率下调裕度，与各台所述风力发电机组对应的所述第一差值正相关。5.根据权利要求2所述的风电场有功功率的调节裕度的确定方法，其特征在于，所述调整各台所述风力发电机组的功率上调裕度，具体包括：根据所述电网频率和所述风电场的额定功率确定所述风电场的...

【专利技术属性】
技术研发人员：左美灵，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：