專利名稱：一種智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)電場控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)電場有功無功控制目前仍處于起步階段。有功無功控制在火電、水電等傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)已經(jīng)很成熟，但在新興的風(fēng)電行業(yè)仍面臨很多問題。由于風(fēng)資源的不穩(wěn)定等特性導(dǎo)致風(fēng)電的有功無功控制比其他發(fā)電行業(yè)要復(fù)雜困難很多。目前國內(nèi)很多風(fēng)電場的有功無功控制是通過人工進(jìn)行的，多采用平均分配的策略。人工控制的缺點(diǎn)很多，比如響應(yīng)時(shí)間長、分配不合理、出錯(cuò)率高、人工成本高等。平均分配策略容易實(shí)現(xiàn)但分配不合理，不能充分發(fā)揮各風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力，同時(shí)也給電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行帶來重大威脅。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，有功無功分配按照單臺(tái)風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)能力(單臺(tái)調(diào)節(jié)空間占總調(diào)節(jié)空間的比例)進(jìn)行分配，無功調(diào)節(jié)采用靜止無功補(bǔ)償裝置優(yōu)先于風(fēng)機(jī)的策略，由于靜止無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)速度比風(fēng)機(jī)要快得多而且更精確，可快速對(duì)無功調(diào)節(jié)做出準(zhǔn)確響應(yīng)；對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)平均，濾掉波動(dòng)很大的值，使算法更準(zhǔn)確。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案提供一種智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括信息采集模塊、命令接收模塊、AGC模塊、AVC模塊和命令下發(fā)模塊；電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)通過命令接收模塊向AGC模塊和AVC模塊分別下發(fā)命令，AGC模塊和AVC模塊分別通過信息采集模塊采集設(shè)備的遙測(cè)遙信信息和調(diào)度下發(fā)的命令計(jì)算風(fēng)機(jī)的有功目標(biāo)值和風(fēng)機(jī)、靜止無功補(bǔ)償裝置的無功目標(biāo)值，并將計(jì)算結(jié)果通過命令下發(fā)模塊下發(fā)給風(fēng)機(jī)和靜止無功補(bǔ)償裝置。所述信息采集模塊采集遙測(cè)遙信信息包括風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、有功功率、無功功率、風(fēng)速、有功控制標(biāo)志、和無功控制標(biāo)志，升壓站高壓側(cè)母線的有功功率、無功功率和電壓，以及靜止無功補(bǔ)償裝置的無功功率和無功控制標(biāo)志。所述信息采集模塊對(duì)所采集的風(fēng)機(jī)的有功功率、無功功率和風(fēng)速，升壓站高壓側(cè)母線的有功功率、無功功率和電壓以及靜止無功補(bǔ)償裝置的無功功率進(jìn)行移動(dòng)平均，再參與AGC模塊和AVC模塊的計(jì)算。所述AGC模塊計(jì)算AGC考量指標(biāo)并分配風(fēng)機(jī)的有功目標(biāo)值，所述AGC考量指標(biāo)包括第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)空間Pi±iaSl ]、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)空間PiTiaSlW、全場風(fēng)機(jī)的有功出力總上調(diào)空間P,e、±iaSl ]、全場風(fēng)機(jī)的有功出力總下調(diào)空間P,e、TiaSl ]、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的上調(diào)能力Rateijl調(diào)、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的下調(diào)能力Ratei τ調(diào)、全場有功功率總損耗P總損耗和全場風(fēng)機(jī)有功出力總差額P總差額。所述第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)空間Pi±調(diào)空間=Max (Pi理論，Pi實(shí)時(shí))_Pi實(shí)時(shí)，第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)空間Pi下調(diào)空間=Max (l/2*Max (Pi理論，Pi實(shí)時(shí))，Piia節(jié)下限)；其中，Pia論為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)在當(dāng)前風(fēng)速下的理論出力，Pi3w為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的當(dāng)前實(shí)際有功出力，PiimfTK為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力調(diào)節(jié)下限； 全場風(fēng)機(jī)的有功出力總上調(diào)全間P總上調(diào)空間=Σ Pii調(diào)空間；全場風(fēng)機(jī)的有功出力總下調(diào)全間P總下調(diào)空間=Σ Pi下調(diào)空間；弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)目S力Ratei上調(diào)=Pi上調(diào)空間/P總上調(diào)空間;弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)目S力下調(diào)=Pi下調(diào)空 間/P總下調(diào)空間；全場有功功率總損耗Σ其中，為全場母線實(shí)時(shí)有功功率；全場風(fēng)機(jī)有功出力總差額Pp總目標(biāo)為調(diào)度下發(fā)的全場風(fēng)機(jī)有功出力總目標(biāo)，歹，《為全場有功損耗移動(dòng)平均值。所述AGC模塊分配有功目標(biāo)值過程如下若fabs(P總差額)〈P調(diào)節(jié)閩值，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)，則不進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中Pi目標(biāo)為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力目標(biāo)值，Pimfwtf為全場有功出力調(diào)節(jié)閥值，其為系統(tǒng)定值參數(shù)； 右0〈P總差額〈P總上調(diào)空間，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總差額5^Ratei上調(diào)； 右0〈P總上調(diào)空間〈P總差額〈P總上調(diào)空間+P開機(jī)賺，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總上調(diào)空間5^Ratei上調(diào),其
中為全場有功調(diào)節(jié)的開機(jī)閥值；若1\6**汗,6±_3^+ ^ {|，那么從待機(jī)的風(fēng)機(jī)中選等待時(shí)間最長的風(fēng)機(jī)，設(shè)其開機(jī)標(biāo)識(shí)為真，則第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的開機(jī)標(biāo)識(shí)Flagi開機(jī)=1，有Pig標(biāo)=Pi*時(shí)； 右P總差額〈O且fabs (P總差額)〈P總下調(diào)空間，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總差額5^Ratei下調(diào)；右P總差額〈O且P總下調(diào)空間〈fabs (P總差額)〈P總下調(diào)空間+P停機(jī)瞧，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總下調(diào)
S1^Ratei τ調(diào)，其中，P停_值為全場有功調(diào)節(jié)的停機(jī)閥值。若P總差額〈O且fabs(P總差額)>P總下調(diào)空間+P停機(jī)丨釀，那么從并網(wǎng)的風(fēng)機(jī)中選并網(wǎng)時(shí)間最長的風(fēng)機(jī)，并設(shè)其停機(jī)標(biāo)識(shí)為真，則第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的停機(jī)標(biāo)識(shí)Flagiffm=I,有Pi Ug=Pi實(shí)時(shí)+P總
下調(diào)空間木Ratei下調(diào)。所述AVC模塊計(jì)算AVC考量指標(biāo)并分配靜止無功補(bǔ)償裝置和風(fēng)機(jī)的無功目標(biāo)值，所述AVC考量指標(biāo)包括第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)空間Qi±iaSl ]、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)空間為Q1、全場風(fēng)機(jī)的無功出力總上調(diào)空間Q 、全場風(fēng)機(jī)的無功出力總下調(diào)空間為Q總Tiasra、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)能力Rate丨i±ia、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)能力Raf i下調(diào)、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)空間Qsvej上調(diào)空間、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)空間Qsvc;jTiaSl ]、全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總上調(diào)空間Osvc總上調(diào)空間、 全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總下調(diào)空間Qsvc；,6TiaSf1、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)能力Ratej上調(diào)、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)能力Ratej上in、全場總的無功充電功率0, 、全場系統(tǒng)電抗X、全場母線無功總目標(biāo)值和全場無功功率總差額所述第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)空間Qi上調(diào)S15=Qiimmg-Qi實(shí)時(shí)，第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)全間為Qi下調(diào)空間= 實(shí)時(shí)-Qi調(diào)節(jié)下限；其中，Qiimf±R為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)上限，Qi3w為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的當(dāng)前實(shí)際無功出力，Qiirni 為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)下限；全場風(fēng)機(jī)的無功出力總上調(diào)間Q總上調(diào)空間=Σ Qi上調(diào)空間；
全場風(fēng)機(jī)的無功出力總下調(diào)間為Q總下調(diào)空間=Σ Qi TiHSfi ;弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)遺力Rate ' i上調(diào)= 上調(diào)空間/Q總上調(diào)空間; 弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)遺力Rate ' i下調(diào)_Qi下調(diào)空間/Q總下調(diào)空間;第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)空間Qsvej上調(diào)空間=Csvcj-Qsvcj實(shí)時(shí),其中Csvcj為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前投入電容功率，Qsvcu3w為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前實(shí)時(shí)無功功率；第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)空間
Qsvcj 下調(diào)空間 Qsvcj 實(shí)時(shí) +Xsvcj，Xsvcj 為
j套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前實(shí)時(shí)電抗功率；全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總上調(diào)空間
Qsvc總上調(diào)空間 Σ Qsvcj上調(diào)空間；全場靜止無功補(bǔ)償裝直的無功出力總下調(diào)全間Qsv?？傁抡{(diào)空間=Σ Qsvcj.下調(diào)空間；弟j套靜止無功補(bǔ)償裝直的無功出力上調(diào)遺力Ratej上調(diào)=Qsvcj·上調(diào)空間/Qsvc總上調(diào)空間;第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)能力Ratejrijl=Q
SVCj下調(diào)空間/Qsvc總下調(diào)空間；全場總的無功充電功率Q總充電=Q母線實(shí)時(shí)-Σ Qi實(shí)時(shí)-Σ QSVCj實(shí)時(shí)，其中，Q母線實(shí)時(shí)為全場母線實(shí)時(shí)無功功率，Qsvcu 3w為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的實(shí)時(shí)無功功率；全場系統(tǒng)電抗X=(U4.1iJiJlIiJ-1S-U1-1iJMJ, )/(Q j.1ijjiIjiff|/U f tejnwa-QJr Wi jiJrt/U1-)SJHj 1:* )；其中， 為本周期全場母線電壓均值，UjrJHWil為上個(gè)周期全場母線電壓均值,為本周
期母線無功功率均值，為上個(gè)周期母線無功功率均值；全場母線無功總目標(biāo)值Q母線目標(biāo)=U母線目標(biāo)*((U母線目標(biāo)-U母線實(shí)時(shí))/X+Q母線實(shí)時(shí)/U母線實(shí)時(shí))；其中，U母線目標(biāo)為調(diào)度下發(fā)的全場母線電壓目標(biāo)值，U母線實(shí)時(shí)為全場母線實(shí)時(shí)電壓；全場無功功率總差額Q 總龍額=Q母線η標(biāo)一<3總電電- ^Qi 實(shí)曠 Σ Qsvc j _ ;其中，^ —為全場總的無功充電功率均值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于1.有功無功分配按照單臺(tái)風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)能力(單臺(tái)調(diào)節(jié)空間占總調(diào)節(jié)空間的比例)進(jìn)行分配；2.無功調(diào)節(jié)采用靜止無功補(bǔ)償裝置優(yōu)先于風(fēng)機(jī)的策略，由于靜止無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)速度比風(fēng)機(jī)要快得多而且更精確，可快速對(duì)無功調(diào)節(jié)做出準(zhǔn)確響應(yīng)；3.風(fēng)機(jī)參與無功調(diào)節(jié)，可以利用現(xiàn)有資源，減少對(duì)靜止無功補(bǔ)償裝置的投資；4.設(shè)定多處閥值，可以避免在合理范圍內(nèi)的反復(fù)調(diào)節(jié)及防止設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)的頻繁投切(啟停)，延長設(shè)備使用壽命；5.對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)平均，濾掉波動(dòng)很大的值，使算法更準(zhǔn)確。


圖1是智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是AGC模塊進(jìn)行有功控制策略流程圖；圖3是AVC模塊進(jìn)行無功控制策略流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1，提供一種智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括信息采集模塊、命令接收模塊、AGC模塊、AVC模塊和命令下發(fā)模塊；電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)通過命令接收模塊向AGC模塊和AVC模塊分別下發(fā)命令，AGC模塊和AVC模塊分別通過信息采集模塊采集設(shè)備的遙測(cè)遙信信息和調(diào)度下發(fā)的命令計(jì)算風(fēng)機(jī)的有功目標(biāo)值和風(fēng)機(jī)、靜止無功補(bǔ)償裝置的無功目標(biāo)值，并將計(jì)算結(jié)果通過命令下發(fā)模塊下發(fā)給風(fēng)機(jī)和靜止無功補(bǔ)償裝置。靜止無功補(bǔ)償裝置，即 SVC (Static Var Compensator)。所述信息采集模塊采集遙測(cè)遙信信息包括風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、有功功率、無功功率、風(fēng)速、有功控制標(biāo)志、和無功控制標(biāo)志，升壓站高壓側(cè)母線的有功功率、無功功率和電壓，以及靜止無功補(bǔ)償裝置的無功功率和無功控制標(biāo)志。所述信息采集模塊對(duì)所采集的風(fēng)機(jī)的有功功率、無功功率和風(fēng)速，升壓站高壓側(cè)母線的有功功率、無功功率和電壓以及靜止無功補(bǔ)償裝置的無功功率進(jìn)行移動(dòng)平均，再參與AGC模塊和AVC模塊的計(jì)算。如圖2，所述AGC模塊計(jì)算AGC考量指標(biāo)并分配風(fēng)機(jī)的有功目標(biāo)值，所述AGC考量指標(biāo)包括第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)空間Pi上調(diào)Sl ]、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)空間PiT調(diào)s間、全場風(fēng)機(jī)的有功出力總上調(diào)空間P、全場風(fēng)機(jī)的有功出力總下調(diào)空間P總下調(diào)空間、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的上調(diào)能力Rateiiia、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的下調(diào)能力Ratei下調(diào)、全場有功功率總損耗P總損耗和全場風(fēng)機(jī)有功出力總差額P,6a額。所述第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)空間Pi±調(diào)空間=Max (Pi理論，Pi實(shí)時(shí))_Pi實(shí)時(shí)，第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)空間Pi下調(diào)空間=Max (l/2*Max (Pi理論，Pi實(shí)時(shí))，Piia節(jié)下限)；其中，Piaife為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)在當(dāng)前風(fēng)速下的理論出力，Pi3w為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的當(dāng)前實(shí)際有功出力，PiimfTK為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力調(diào)節(jié)下限；全場風(fēng)機(jī)的有功出力總上調(diào)間P總上調(diào)空間=Σ PiJ1調(diào)空間;全場風(fēng)機(jī)的有功出力總下調(diào)間P總下調(diào)空間=Σ Pi下調(diào)空間;弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)遺力Ratei上調(diào)=Pi上調(diào)空間/P總上調(diào)空間;第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)能力Rateirw =Pir調(diào)空間/P總下調(diào)空間；全場有功功率總損耗P,Σ Pi3w-Pfim,其中，P !為全場母線實(shí)時(shí)有功功率；全場風(fēng)機(jī)有功出力總差額P總讀=PEP1沖其中，P總目標(biāo)為調(diào)度下發(fā)的全場風(fēng)機(jī)有功出力總目標(biāo)，為全場有功損耗移動(dòng)平均值。所述AGC模塊分配有功目標(biāo)值過程如下若fabs(P總差額)〈P調(diào)節(jié)閩值，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)，則不進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中Pi目標(biāo)為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力目標(biāo)值，Pimfwtf為全場有功出力調(diào)節(jié)閥值，其為系統(tǒng)定值參數(shù)； 右0〈P總差額〈P總上調(diào)空間，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總差額5^Ratei上調(diào)； 右0〈P總上調(diào)空間〈P總差額〈P總上調(diào)空間+P開機(jī)賺，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總上調(diào)空間5^Ratei上調(diào),其
中為全場有功調(diào)節(jié)的開機(jī)閥值；若1\6**汗,6±_3^+ ^ {|，那么從待機(jī)的風(fēng)機(jī)中選等待時(shí)間最長的風(fēng)機(jī)，設(shè)其開機(jī)標(biāo)識(shí)為真，則第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的開機(jī)標(biāo)識(shí)Flagi開機(jī)=1，有Pig標(biāo)=Pi*時(shí)；右P總差額〈O且fabs (P總差額)〈P總下調(diào)空間，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總差額^Ratei下調(diào)；右P總差額〈O且P總下調(diào)空間〈fabs (P總差額)〈P總下調(diào)空間+P停機(jī)Ri值，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總下調(diào)空
間^Ratei下調(diào)，其中，P停_值為全場有功調(diào)節(jié)的停機(jī)閥值。 右P總差額〈O且fabs (P總差額)〉P總下調(diào)空間+P停機(jī)賺，那么從并網(wǎng)的風(fēng)機(jī)中選并網(wǎng)時(shí)間取長的風(fēng)機(jī)，并設(shè)其停機(jī)標(biāo)識(shí)為真，則第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的停機(jī)標(biāo)識(shí)Flagiffm=I,有Pi Ug=Pi實(shí)時(shí)+P總
下調(diào)空間木Ratei下調(diào)。如圖3，所述AVC模塊計(jì)算AVC考量指標(biāo)并分配靜止無功補(bǔ)償裝置和風(fēng)機(jī)的無功目標(biāo)值，所述AVC考量指標(biāo)包括第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)空間Qi±iaSl ]、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)空間為Qi Tiasf1、全場風(fēng)機(jī)的無功出力總上調(diào)空間Q總上iasf1、全場風(fēng)機(jī)的無功出力總下調(diào)空間為、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)能力Rate ; 、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)能力Rate ’ iTia、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)空間Qsvc;j±iaSl ]、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)空間Qsvc;jTiaSl ]、全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總上調(diào)空間Qsvc;,6±iaSlW、全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總下調(diào)空間Qsvc;,6TiaSl ]、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)能力Ratej±ia、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)能力Ratej Jlia、全場總的無功充電功率Q, 、全場系統(tǒng)電抗X、全場母線無功總目標(biāo)值Q
和全場無功功率總差額·所述第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)空間Qi上調(diào)S15=Qiimmg-Qi實(shí)時(shí)，第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)全間為Qi下調(diào)空間= 實(shí)時(shí)-Qi調(diào)節(jié)下限；其中，Qiimf±R為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)上限，Qi3w為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的當(dāng)前實(shí)際無功出力，Qiirni 為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)下限；全場風(fēng)機(jī)的無功出力總上調(diào)間Q總上調(diào)空間=Σ Qi上調(diào)空間；全場風(fēng)機(jī)的無功出力總下調(diào)間為Q總下調(diào)空間=Σ Qi TiHSfi ;第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)能力Rate ' i上調(diào)=Qi上調(diào)空間Λ)總上調(diào)空間；弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)遺力Rate ' i下調(diào)_Qi下調(diào)空間/Q總下調(diào)空間;第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)空間間=Csvc；j-Qsvc；j實(shí)時(shí),其中Csvcj為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前投入電容功率，Qsvcu3w為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前實(shí)時(shí)無功功率；第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)空間Qsvc;jTiaSli]=Qsv?！箤?shí)時(shí) +XjSTCj，^svcj 為j套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前實(shí)時(shí)電抗功率；全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總上調(diào)空間
Qsvc總上調(diào)空間 Σ Qsvcj上調(diào)空間；全場靜止無功補(bǔ)償裝直的無功出力總下調(diào)全間Qsv?？傁抡{(diào)空間=Σ QsvcjTiJiSiw ;第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)能力Ratej上調(diào)=Q SVCj上調(diào)空間/Osvc總上調(diào)空間;第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)能力Ratejrijl=Q
SVCj下調(diào)空間/Gsvc總下調(diào)空間；全場總的無功充電功率Q總充電一Q母線實(shí)時(shí)-ΣQi實(shí)時(shí)-Σ Qsvej實(shí)時(shí)，其中，Q母線實(shí)時(shí)為全場母線實(shí)時(shí)無功功率，Qsvcui_為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的實(shí)時(shí)無功功率；全場系統(tǒng)電抗X=(U@_'vU 丨酬木
為本周期全場母線電壓均值，UI Biww為上個(gè)周期全場母線電壓均值,Qi Hwn、為本周期母線無功功率均值，■^ to為上個(gè)周期母線無功功率均值；全場母線無功總目標(biāo)值Q母線目標(biāo)=U母線目標(biāo)*((U母線目標(biāo)-U職實(shí)時(shí))/X+Q母線實(shí)時(shí)/U母線實(shí)時(shí))；其中，U母線目標(biāo)為調(diào)度下發(fā)的全場母線電壓目標(biāo)值，U母線實(shí)時(shí)為全場母線實(shí)時(shí)電壓；全場無功功率總差額Q 6差額=Q*>u-ΣQiQsvcj;其中，Q總充電為全場總的無功充電功率均值。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括信息采集模塊、命令接收模塊、AGC模塊、AVC模塊和命令下發(fā)模塊；電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)通過命令接收模塊向AGC模塊和AVC模塊分別下發(fā)命令，AGC模塊和AVC模塊分別通過信息采集模塊采集設(shè)備的遙測(cè)遙信信息和調(diào)度下發(fā)的命令計(jì)算風(fēng)機(jī)的有功目標(biāo)值和風(fēng)機(jī)、靜止無功補(bǔ)償裝置的無功目標(biāo)值，并將計(jì)算結(jié)果通過命令下發(fā)模塊下發(fā)給風(fēng)機(jī)和靜止無功補(bǔ)償裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述信息采集模塊采集遙測(cè)遙信信息包括風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、有功功率、無功功率、風(fēng)速、有功控制標(biāo)志、和無功控制標(biāo)志，升壓站高壓側(cè)母線的有功功率、無功功率和電壓，以及靜止無功補(bǔ)償裝置的無功功率和無功控制標(biāo)志。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述信息采集模塊對(duì)所采集的風(fēng)機(jī)的有功功率、無功功率和風(fēng)速，升壓站高壓側(cè)母線的有功功率、無功功率和電壓以及靜止無功補(bǔ)償裝置的無功功率進(jìn)行移動(dòng)平均，再參與AGC模塊和AVC模塊的計(jì)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述AGC模塊計(jì)算AGC考量指標(biāo)并分配風(fēng)機(jī)的有功目標(biāo)值，所述AGC考量指標(biāo)包括第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)空間Pi±iasra、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)空間PiTiasra、全場風(fēng)機(jī)的有功出力總上調(diào)空間P,e、±iaSl ]、全場風(fēng)機(jī)的有功出力總下調(diào)空間P,e、TiaSl ]、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的上調(diào)能力Ratei上調(diào)、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的下調(diào)能力RateiTia、全場有功功率總損耗和全場風(fēng)機(jī)有功出力總差額P總差額。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)空間Pi上調(diào)空間=Max (Piia論，Pi實(shí)時(shí))_Pi實(shí)時(shí)，第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)全間Pi下調(diào)空間=Max (l/2*Max (Pi理論，Pi實(shí)時(shí))，Pi調(diào)節(jié)下限)； 其中，Piaife為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)在當(dāng)前風(fēng)速下的理論出力，Pi3w為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的當(dāng)前實(shí)際有功出力，PiimfTR為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力調(diào)節(jié)下限； 全場風(fēng)機(jī)的有功出力總上調(diào)間P總上調(diào)空間=Σ PiJ1調(diào)空間； 全場風(fēng)機(jī)的有功出力總下調(diào)空間Σ Piriasfi ； 兎i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力上調(diào)遺力Ratei上調(diào)=Pi上調(diào)空間/P總上調(diào)空間； 弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力下調(diào)遺力Ratei下調(diào)-Pi下調(diào)空間/P總下調(diào)空間； 全場有功功率總損耗P 總損耗=Σ Pi實(shí)時(shí)—P母線， 其中，P9t!為全場母線實(shí)時(shí)有功功率；全場風(fēng)機(jī)有功出力總差額P UT =PΜ,其中，P總S標(biāo)為調(diào)度下發(fā)的全場風(fēng)機(jī)有功出力總目標(biāo)，為全場有功損耗移動(dòng)平均值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述AGC模塊分配有功目標(biāo)值過程如下 若fabs (P總差額)〈P調(diào)節(jié)丨釀，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)，則不進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中Pi目標(biāo)為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功出力目標(biāo)值，Pimfwtf為全場有功出力調(diào)節(jié)閥值，其為系統(tǒng)定值參數(shù)； 右0〈P總差額〈P總上調(diào)空間，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總差額5^Ratei上調(diào)； 右0〈P總上調(diào)空間〈P總差額〈P總上調(diào)空間+P開機(jī)RI值，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總上調(diào)空間Ratei上調(diào)，其中P開 為全場有功調(diào)節(jié)的開機(jī)閥值； 若P自**>P +P MWit,那么從待機(jī)的風(fēng)機(jī)中選等待時(shí)間最長的風(fēng)機(jī)，設(shè)其開機(jī)標(biāo)識(shí)為真，則第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的開機(jī)標(biāo)識(shí)Flagi開機(jī)=1，有Pi目標(biāo)=Pi*時(shí)+Pi6jliawi^RateijlilI ； 右P總差額〈O且fabs (P總差額)〈P總下調(diào)空間，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總差額5^Ratei下調(diào)； 右P總差額〈O且P總下調(diào)空間〈fabs (P總差額)〈P總下調(diào)空間+P停機(jī)閥值，那么Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總下調(diào)空間^Ratei Tia，其中，P停值為全場有功調(diào)節(jié)的停機(jī)閥值。
若P總差額〈O且fabs (P總差額)>P總下調(diào)空間+P停機(jī)丨釀，那么從并網(wǎng)的風(fēng)機(jī)中選并網(wǎng)時(shí)間最長的風(fēng)機(jī)，并設(shè)其停機(jī)標(biāo)識(shí)為真，則第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的停機(jī)標(biāo)識(shí)Flagi停機(jī)=1，有Pi目標(biāo)=Pi實(shí)時(shí)+P總下調(diào)空間5I=Ratei 下調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述AVC模塊計(jì)算AVC考量指標(biāo)并分配靜止無功補(bǔ)償裝置和風(fēng)機(jī)的無功目標(biāo)值，所述AVC考量指標(biāo)包括第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)空間Qi上調(diào)空間、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)空間為Qi下獅 、全場風(fēng)機(jī)的無功出力總上調(diào)空間Q總上調(diào)空間、全場風(fēng)機(jī)的無功出力總下調(diào)空間為Q、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)能力Rate ^ i±ia、第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)能力Rate ^ iTia>第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)空間Qsvc;j±iaSl ]、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)空間Qsvc;jTiaSlW、全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總上調(diào)空間Qsvc;,6±iaSlW、全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總下調(diào)空間Qsvc^TiaSla]、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)能力RatejJ:1l|、第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)能力Ratejjl調(diào)、全場總的無功充電功率0, 、全場系統(tǒng)電抗X、全場母線無功總目標(biāo)值和全場無功功率總差額Q總差額。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)空間Qi Msra =QHmfM-Qi3w，第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)空間為Qi下調(diào)空間=Qi實(shí)時(shí)_Qi調(diào)節(jié)下限； 其中，為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)上限，Qi為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的當(dāng)前實(shí)際無功出力，%調(diào)節(jié) 為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功調(diào)節(jié)下限； 全場風(fēng)機(jī)的無功出力總上調(diào)間Q總上調(diào)空間=Σ QiJ1調(diào)空間； 全場風(fēng)機(jī)的無功出力總下調(diào)間為Q總下調(diào)空間=Σ Qi TiHSfa]; 弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力上調(diào)遺力Rate ' i上調(diào)= 上調(diào)空間/Q總上調(diào)空間； 弟i臺(tái)風(fēng)機(jī)的無功出力下調(diào)遺力Rate ' i下調(diào)-Qi下調(diào)空間/Q總下調(diào)空間； 第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)空間Qsvc；j±iasra =Csvej-Qsvc^w，其中Csvej為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前投入電容功率，Qsvcj^時(shí)為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前實(shí)時(shí)無功功率； 第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力下調(diào)空間 Qsvcj下調(diào)空間 Qsvcj實(shí)時(shí) +Xsvcj-Xsvcj 為第 j 套靜止無功補(bǔ)償裝置的當(dāng)前實(shí)時(shí)電抗功率； 全場靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力總上調(diào)空間 Qsvc總上調(diào)空間 Σ Qsvcj上調(diào)空間； 全場靜止無功補(bǔ)償裝直的無功出力總下調(diào)全間Qm?？傁抡{(diào)$間=Σ Qsvcj TiJISlW ; 第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的無功出力上調(diào)能力Ratej 上調(diào)=Gsvcj上調(diào)空間/Qsvc總上調(diào)空間； 弟j套靜止無功補(bǔ)償裝直的無功出力下調(diào)遺力Ratej下調(diào)=Qsvej下調(diào)空間/Qsv?？傁抡{(diào)空間； 全場總的無功充電功率Q總充電一Q職實(shí)時(shí)_ Σ Qi實(shí)時(shí)-Σ Qsvej實(shí)時(shí)，其中，0母線實(shí)時(shí)為全場母線實(shí)時(shí)無功功率，為第j套靜止無功補(bǔ)償裝置的實(shí)時(shí)無功功率； 全場系統(tǒng)電抗X=(Uf,卿y線-U上,卿:戰(zhàn))/(Q木戰(zhàn)-Q_h卿蛾/U}_戰(zhàn));其中，U本__為本周期全場母線電壓均值，為上個(gè)周期全場母線電壓均值，為本周期母線無功功率均值，$ _ 為上個(gè)周期母線無功功率均值； 全場母線無功總目標(biāo)值Q 母線目標(biāo)=U母線目標(biāo)*((U母線目標(biāo)_11母線實(shí)時(shí))/X+Q母線實(shí)時(shí)/U母線實(shí)時(shí)) 中，Uto目標(biāo)為調(diào)度下發(fā)的全場母線電壓目標(biāo)值，U母》時(shí)為全場母線實(shí)時(shí)電壓； 全場無功功率總差額Q , , = Q V ^ -Q. . '-ΣQi ,ι.-ΣOs\cj ·■< i;其中，為全場總的無功充電功率均值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能風(fēng)電場有功無功功率控制系統(tǒng)，包括信息采集模塊、命令接收模塊、AGC模塊、AVC模塊和命令下發(fā)模塊；電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)通過命令接收模塊向AGC模塊和AVC模塊分別下發(fā)命令，AGC模塊和AVC模塊分別通過信息采集模塊采集設(shè)備的遙測(cè)遙信信息和調(diào)度下發(fā)的命令計(jì)算風(fēng)機(jī)的有功目標(biāo)值和風(fēng)機(jī)、靜止無功補(bǔ)償裝置的無功目標(biāo)值，并將計(jì)算結(jié)果通過命令下發(fā)模塊下發(fā)給風(fēng)機(jī)和靜止無功補(bǔ)償裝置。有功無功分配按照單臺(tái)風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)能力進(jìn)行分配，無功調(diào)節(jié)采用靜止無功補(bǔ)償裝置優(yōu)先于風(fēng)機(jī)的策略，由于靜止無功補(bǔ)償裝置的響應(yīng)速度比風(fēng)機(jī)要快得多而且更精確，可快速對(duì)無功調(diào)節(jié)做出準(zhǔn)確響應(yīng)；對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)平均，濾掉波動(dòng)很大的值，使算法更準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)H02J3/18GK103023041SQ20121043780
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者何飛躍, 馬振強(qiáng), 唐建芳, 殷健康, 韓敬濤, 李希, 魏磊 申請(qǐng)人:中國電力科學(xué)研究院, 中電普瑞張北風(fēng)電研究檢測(cè)有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 西北電網(wǎng)有限公司