基于机组动态分类的风电场有功控制策略研究_刘兴杰

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710592221.6(22)申请日 2017.07.19(71)申请人 国家电网公司地址 100031 北京市西城区西长安街86号申请人 国网陕西省电力公司电力科学研究院　国家电网公司西北分部　国网陕西省电力公司(72)发明人 孙骁强　万天虎　李华　马晓伟　褚云龙　程松　刘鑫　李成家　吴子豪　王永庆　迟方德　郭晨　王康　唐浩　李立　王钊　(74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任公司 61200代理人 徐文权(51)Int.Cl.H02J 3/48(2006.01)H02J 3/38(2006.01)(54)发明名称基于风电场功率控制的风力发电一次调频功能实现方法(57)摘要本发明公开一种基于风电场功率控制的风力发电一次调频功能实现方法，其特征在于，包括：在并网运行集中接入的风电场的有功功率控制装置中，增加风电场功率的下垂频率调节控制策略；并实时监测并网运行集中接入的风电场频率f，当电网频率f超过设定的一次调频死区后根据控制策略计算一次调频动作后风电场功率给定目标值P1，有功功率控制装置将新的功率给定目标值P1重新分配至各风力发电机组，风力发电机组根据指令调节各自出力，实现风电场整体的一次调频功能。

本发明不必要求风电场内的单台风电机组具备一次调频能力，直接通过风电场功率控制的手段，使得整个风电场具备类似同步发电机依靠调速器作用产生的一次调频效果。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 107171368 A 2017.09.15C N 107171368A1.基于风电场功率控制的风力发电一次调频功能实现方法，其特征在于，包括：在并网运行集中接入的风电场的有功功率控制装置中，增加风电场功率的下垂频率调节控制策略；并实时监测并网运行集中接入的风电场电网频率f，当电网频率f超过设定的一次调频死区后根据控制策略计算一次调频动作后风电场功率给定目标值P1，有功功率控制装置将新的功率给定目标值P1重新分配至各风力发电机组，风力发电机组根据指令调节各自出力，实现风电场整体的一次调频功能。

一种基于EMD的短期风速多步预测方法刘兴杰;米增强;杨奇逊;樊小伟【摘要】针对风速时间序列的非线性和非平稳性,提出了一种基于经验模式分解（EMD）的短期风速多步预测新方法。

该方法首先对风速时间序列进行EMD处理,将其分解为一系列相对平稳的分量,以减少不同特征信息之间的干涉;然后利用游程判定法,将波动程度相近的分量重构为高-中-低频三个分量,使所得分量特征信息集中且预测分量大幅减少;之后针对三分量的特征分别建立相应的多步预测模型;最后将三分量的多步预测结果进行自适应叠加作为最终的预测风速。

算例结果表明,运用本文方法使风速多步预测的精度得到了大幅提高,同时在风速波动剧烈时也能保证较好的预测效果。

【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2010(000)004【总页数】6页(P165-170)【关键词】风电场;短期风速;多步预测;经验模式分解【作者】刘兴杰;米增强;杨奇逊;樊小伟【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TM6141 引言作为一种技术成熟、经济竞争力较强的可再生能源发电方式，风力发电日益受到重视并得到了长足的发展[1-2]。

然而，风力发电具有“有风有电，无风无电”的间歇性特点，随着风电场规模的不断扩大，其间歇性问题日益突出，使接入电网的安全、稳定优质运行受到挑战，从而制约了风力发电的大力发展。

因此，需要采取一定的手段来抑制或降低风力发电间歇性对电网造成的影响。

研究表明，通过对风电场短期风速进行预测，继而由风电功率曲线得到风力发电输出功率的预测值是一种较为常用的方法[3]。

而在实际运行中，提前多步对输出功率进行准确的预测，能够为电网调度部门实施调度控制、制定运行方式等提供有力支持，有效减轻风电波动对电网的影响，而且可以降低整个系统的运营成本[4]。

因此，本文将对风电场的短期风速多步预测展开研究，以期得到更为准确的输出功率多步预测值。

风电场短期风速预测方法通常分为两类，即基于数值气象预报的风速预测和基于历史数据的风速预测。

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可从事的方向也是多方面的，可在电视制作部门、广告宣传部门、音像出版部门从事摄影艺术创作等3、书法类书法是一门艺术，书法是对汉字的美化，对于中国的小伙伴应该是不陌生的，小时候应该都有在语文课上练书法的经历。

尤其对于中国，书法是中国的优秀传统文化，是流传下来的民族文化瑰宝。

书法包括篆书、隶书、楷书、行草、古代汉语、中国书法史、书画鉴定概论等。

可到书法艺术专业团体或研究机构，从事书法创作和理论研究，或出版社等工作。

4、设计类专业艺术设计专业培养具备艺术设计学教学和研究等方面的知识和能力，能在艺术设计教育、研究、设计、出版等单位从事艺术设计学教学、研究、编辑等方面工作的专门人才。

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专利名称：风电场有功控制和无功控制的优化方法和装置专利类型：发明专利
发明人：吴昊,王忠超,杨和康,牛耘,郝龙,皇忠科,陈玉东,许林红,郑钦,李勇斌,彭安栋,任鑫,王华,李邦兴
申请号：CN202210307258.0
申请日：20220325
公开号：CN114583757A
公开日：
20220603
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本公开提出一种风电场有功控制和无功控制的优化方法和装置，该方法包括：构建等值潮流模型；确定风电场的无功出力目标值、集中式无功设备的无功容量、风机组的无功容量；利用并网点电压偏差、风机端电压偏差、线路功率损耗和有功功率损失构造目标函数；构造约束条件，约束条件包括电压约束条件、等值潮流模型约束条件、有功功率约束条件、风机组的无功容量约束条件、集中式无功设备的无功容量约束条件、无功功率分配约束条件；在约束条件满足的情况下，获取目标函数最小化时的集中式无功设备的最优无功功率、以及各个风机的最优有功功率和最优无功功率，进而对集中式无功设备和各风机进行控制。

申请人：华能大理风力发电有限公司洱源分公司,中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司地址：650000 云南省昆明市盘龙区北京路延长线华能综合楼21楼
国籍：CN
代理机构：北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：黄垚琳
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大型风场风力发电机组的动态特性及控制策略分析一、引言随着能源危机的不断加剧，风力发电作为一种环保、安全的新型清洁能源，在现代社会中受到了广泛的关注和应用。

在那些风能资源丰富的地区，为调整能源结构，促进可持续发展，大型风电场已经成为了主要的发电方式之一。

在这些风电场中，大型风力发电机组是不可或缺的一部分，其动态特性及控制策略影响着整个风电场的正常运行。

本文将从大型风电场风力发电机组的动态特性及控制策略两个方面进行分析，旨在深入探究风力发电的关键技术和发展方向，为风电行业的科学研究和产业发展提供参考。

二、大型风场风力发电机组的动态特性大型风力发电机组的动态特性表现在对外部环境变化的响应以及对整个风电场的运行调节等方面。

其中，对外部环境变化的响应主要指大风、低风等极端天气条件对风力发电机组产生的影响。

1. 大风条件下的动态响应特性大风是风电场中最为常见的极端天气条件之一，瞬间狂风对风电机组的冲击力极大，因此，大风条件下的动态响应特性是衡量风力发电机组性能的重要指标之一。

对于叶片设计优良的风力发电机组来说，其在大风条件下仍能保持良好的运行状态，保障风电场的正常运行。

根据现有研究，大风条件下的动态响应特性主要受以下几个因素的影响：（1）叶片的回弹性能：叶片回弹变形是影响大风条件下风力发电机组性能的重要因素之一。

优秀的叶片设计应考虑到叶片的回弹性能，使其在大风过程中不会产生过度的变形，从而保持风力发电机组的运行稳定性。

（2）转动轴承的纵向刚度：对于大型风力发电机组来说，转动轴承的纵向刚度决定了其在受到大风影响后的稳定性。

为保证风力发电机组能在大风情况下维持运行状态，转动轴承的纵向刚度，尤其是在机组关闭时的刚度保证显得尤为重要。

（3）限位器的作用：当机组受到大风冲击力时，限位器的作用是有效地保护风力发电机组免受过度冲击力的侵害，从而使机组在大风情况下更加安全地运行。

2. 低风条件下的动态响应特性低风条件通常指风速在2m/s以下的情况，低风条件下的动态响应特性是衡量风力发电机组性能的重要参数。

国内图书分类号：TK519 学校代码：10079国际图书分类号：621.3 密级：公开硕士学位论文风电场数据特征提取及风电功率实时预测研究硕士研究生：岑添云导师：刘兴杰申请学位：工学硕士学科：电气工程专业：电力系统及其自动化所在学院：电气与电子工程学院答辩日期：2014年3月授予学位单位：华北电力大学Classified Index: TK519U.D.C: 621.3Thesis for the Master DegreeStudy on Data Characteristics Extraction of Wind Farm and Wind Power Real-time ForecastCandidate：Cen TianyunSupervisor：Liu XingjieSchool：School of Electrical and ElectronicEngineeringDate of Defence：March, 2014Degree-Conferring-Institution：North China Electric Power University摘要风能具有高随机性与波动性，导致大规模风电并网后可能出现电压和频率发生偏差、电压波动、甚至脱网等现象。

对风电输出功率进行准确预测，可以为电力系统的安全、经济和优质运行提供重要支持。

在前期研究工作中，发现风电场风速分布特征、影响因素重要性特征、训练样本相似性特征这三个数据特征量对预测结果有着重要的影响。

由此可见，风电场的数据特征是影响输出功率预测精度的重要原因之一。

本课题通过对多个地区典型风电场数据特征的提取与分析，探寻这些数据特征与预测精度之间的关联性，为选择合理有效的建模方法提供理论依据，不断优化预测模型，进一步提高风电功率预测精度。

为此，本文主要做了以下工作：1）针对不同预测途径影响预测精度与预测运算量问题，在分析风电场风速分布特征的基础上，提出了一种基于风速分布特征的风电功率分组预测方法，并将所提方法的预测结果与单台机组功率预测后叠加得到整场功率、整场功率直接预测两种途径方法进行比较分析，结果表明该方法在保留原有精度的基础上大大减少了预测计算量。

基于 DFIG 机组转子动能的风电场有功功率优化分配方法尹远;卢继平;刘钢;徐兵;翁宗林;谢应昭;李辉【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2012(000)017【摘要】由于风速的波动性，风电场需要找出一种控制方法以稳定其有功功率输出。

在分析了现行的控制策略对风电场有功波动的抑制能力的基础上，根据双馈风电机组的运行特性，提出主动控制风机转子转速和桨距角的方式进行有功功率分配，进而达到平稳风电场有功出力的目的。

控制策略以优化整个风电场的转子中储存的总动能的方法提高风电场有功功率的输出稳定性，并利用粒子群算法求解该优化问题。

通过仿真，验证了该有功功率分配策略可以平抑风电场有功功率波动，提高风电场的有功输出稳定性。

【总页数】6页(P127-132)【作者】尹远;卢继平;刘钢;徐兵;翁宗林;谢应昭;李辉【作者单位】输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学,重庆400030;输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学,重庆400030;输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学,重庆400030;输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学,重庆400030;输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学,重庆400030;输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学,重庆400030;输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学,重庆400030【正文语种】中文【中图分类】TM71;TM61【相关文献】1.大型风电场内机组的有功功率优化方法研究 [J], 任勇;李峰;王芸芸2.限出力条件下风电场集群有功功率优化分配方法 [J], 王世谦;林俐;狄立;于琳琳;田春筝3.考虑DFIG机组容量限制的风电场功率分配方法 [J], 黄崇鑫;张凯锋;戴先中;张冠虎4.基于转子动能控制的DFIG调频能力分析与调频方案 [J], 张旭;查效兵;岳帅5.基于塔架载荷灵敏度的风电场有功功率分配方法研究 [J], 魏超;唐梓彭;上官炫烁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

风电场有功功率控制系统研究与应用风电场有功功率控制系统是指通过控制风电场的输出功率，以使其输出功率满足电网的要求，在有效范围内平稳地运行。

其控制方式主要有两种，一种是叶片桨距控制，另一种则是变桨控制。

其中叶片桨距控制是一种比较常见的控制方式，其原理是通过控制风机的叶片桨距角度来改变叶片的风叶光线接触面积和倾角，从而影响叶片的输出功率。

而变桨控制则是通过改变风机的叶片桨距角度，使叶片在特定风速下转动的角度合适，以达到控制风机输出功率的目的。

1.控制算法的研究：控制算法是实现风电场有功功率控制系统的关键，其能否有效地控制风机的输出功率直接关系到风电场的发电效率。

常见的控制算法主要有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

PID控制是一种传统的控制算法，具有响应速度快、控制效果稳定等优点。

模糊控制则是利用模糊理论来建立控制系统的数学模型，其可以有效地处理复杂多变的系统。

而神经网络控制则是利用神经网络来进行控制，具有学习能力强、适应能力好等优点。

2.系统参数的预测：由于风电场内的风速、气流方向等条件经常发生变化，因此对风电场有功功率控制系统的实时预测也是非常重要的。

通过建立合理的预测模型，可以有效地预测系统中的各种参数，从而更好地进行系统控制，提高风电场的发电效率。

3.系统性能的优化：对于风电场有功功率控制系统来说，其性能的优化是非常重要的。

通过优化系统的参数和控制算法，可以使风电场的发电效率更高，同时也可以使风场在复杂多变的环境中更加稳定和可靠。

风电场有功功率控制系统的应用可以说是非常广泛的。

在风能发电中，控制风机的输出功率直接关系到风电场的发电效率。

因此，如何实现风电场有功功率控制系统，对于提高风电场的发电效率和经济效益、保证风机的安全运行具有非常重要的意义。

同时，在推广风电场建设中，也需要不断地完善风电场的有功功率控制系统，从而更好地推进清洁能源的利用和发展。