风电场有功功率控制综述
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风电场有功与无功功率控制系统的性能提升与优化风能作为一种清洁、可再生的能源形式,在全球范围内得到了越来越广泛的应用与发展。
风电场作为风能利用的主要设施,通过将风能转化为电能,为人们的生活和工业用电提供了可靠的电力供应。
然而,随着风电场规模的不断扩大和技术的不断进步,其功率控制系统的性能提升与优化变得越来越重要。
有功功率是指风电场所输出的真实电力,即实际用于供电的功率;而无功功率则是指不能直接用于供电,但对电力系统的稳定性和可靠性具有重要影响的功率。
因此,有功与无功功率控制系统的性能提升与优化,既包括提高风电场的发电能力,也包括提升其对电力系统的支撑能力。
首先,风电场有功与无功功率控制系统的性能可以通过提高风力发电机组的效率来实现。
风力发电机组是风电场的核心设备,其效率的提升直接影响着整个风电场的发电能力。
因此,改进并优化风力发电机组的设计和制造工艺,提高其转化风能为电能的效率是提升风电场有功与无功功率控制系统性能的关键。
其次,风电场有功与无功功率控制系统的性能可以通过改进输电线路和变电站的设计和运行来实现。
输电线路和变电站是将风电场产生的电能输送到电网的关键环节,其设计和运行的合理性对于电力系统的稳定运行至关重要。
通过采用先进的输电线路技术和优化的变电站布局,可以降低线路损耗、减少电压波动,并提高风电场对电网的稳定性和可靠性。
此外,风电场有功与无功功率控制系统的性能还可以通过优化风电场的并网方式来实现。
并网方式是指将风电场与电网连接的方式,常见的有直接并网和间接并网两种方式。
直接并网是指将风电场的电能直接接入电网;而间接并网是指将风电场的电能通过电能储存系统储存,再由电能储存系统向电网输出。
通过选择合适的并网方式,并结合风电场的运行条件和电网需求,可以最大程度地提高风电场的发电能力和对电网的支撑能力。
此外,风电场有功与无功功率控制系统的性能提升还有一重要手段是采用先进的控制算法和智能化的监控系统。
风电有功功率自动控制技术规范Technical specificati on for automatic generation control of wind power2014-12-20发布2014-12-20实施目次前言 (II)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4总则 (3)5调度中心侧风电有功功率自动控制技术要求 (3)6风电场侧有功功率自动控制技术要求....................................................5 附录A (8)编制说明 (12)I前言为促进风电接入电网后的安全、优质、经济运行,规范国家电网范围内风电有功功率自动控制工作,提高风电利用率,特制订本标准。
本标准由国家电网公司国家电力调度控制中心提出并解释。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准起草单位:国网吉林省电力有限公司,清华大学,中国电力科学研究院。
本标准主要起草人:郑太一,董存,孙勇,张小奇,杨国新,王彬,和青,范国英,范高锋,黄越辉,吴文传,李育发,张继国,李振元,李宝聚,曹政,王泽一。
本标准首次发布。
风电有功功率自动控制技术规范1范围本标准规定了风电有功功率自动控制的技术要求,包括控制模式、控制策略、功能要求及性能指标等。
本标准适用于含风电场接入的电网调度控制中心及通过110(66)kV 及以上电压等级线路接入电力系统的风电场。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T19963—2011风电场接入电力系统技术规定DL/T516—电力调度自动化系统运行管理规程DL/T634.5101—2002远动设备及系统第5101部分:传输规约基本远动任务配套标准(IE C60870-5-101:2002ID T)DL/T634.5104—2002远动设备及系统第5104部分:传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-104网络访问(IEC60870-5-104:2000IDT)国家电监会5号令电力二次系统安全防护规定Q/GDW1907—2013风电场调度运行信息交换规范Q/GDW680.35—2011智能电网调度技术支持系统第3-5部分:基础平台数据采集与交换Q/GDW680.42—2011智能电网调度技术支持系统第4-2部分:实时监控与预警类应用水电及新能源监测分析Q/GDW680.43—2011智能电网调度技术支持系统第4-3部分:实时监控与预警类应用电网自动控制3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
网络高等教育本科生毕业论文(设计)题目:风力发电技术综述学习中心:层次:专科起点本科专业:电气工程及其自动化年级: 2012 年秋季学号:学生:指导教师:完成日期: 2012 年月 1日内容摘要风能是一种清洁、实用、经济和环境友好的可再生能源,与其它可再生能源一道,可以为人类发展提供可持续的能源基础。
在未来能源系统中,风电具有重要的战略地位。
人类利用风能已经有数千年历史,现代风电研究与开发也有30多年的历史。
许多国家投入了大量人力、物力对风力发电进行长期研究,这些研究成果使风力发电技术不断得到提高。
风电开发多年来一直保持很高的增长速度,近几年中国的风电装机容量几乎以每年翻一番的速度迅猛发展。
由于风力发电使用的一次能源——风能具有能量密度低、波动性大、不能直接储存等特点,风力发电领域仍然有许多问题需要进一步深入研究。
本论文从全球视角出发,介绍了风能的作用及优缺点,世界风力发电应用现状与前景,世界各国风力发电应用进展、风力发电设备,中国风力发电的特点及发电状况,风力发电应用进展和展望等内容。
关键词:风能;再生能源;风力发电目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.2.1 国外风力发电发展现状 (2)1.2.2 我国风力发电发展现状 (2)1.3 本文的主要内容 (3)2 风力发电机 (5)2.1传统的风力发电机 (5)2.1.1 笼型异步发电机 ................................................... 错误!未定义书签。
2.1.2 绕线式异步发电机 ............................................... 错误!未定义书签。
2.1.3 有刷双馈异步发电机 ........................................... 错误!未定义书签。
风电场有功与无功功率控制系统的智能运维与自动控制随着能源需求的增长和环境保护意识的提升,可再生能源的发展逐渐成为全球关注的热点。
作为可再生能源的重要组成部分,风能逐渐成为一种受到广泛关注和应用的清洁能源技术。
风电场的建设和运营是一个复杂而严谨的过程,在风电场的运维过程中,提高风电场有功与无功功率控制系统的智能运维与自动控制水平至关重要。
风电场有功与无功功率控制系统的智能运维与自动控制是为了提高风电场的运行效率和可靠性,并确保风电机组稳定运行的关键技术之一。
它主要包括智能监测与诊断、智能运维管理和自动控制三个方面。
首先,智能监测与诊断是指通过传感器和监测装置对风电场进行实时监测和数据采集,通过数据分析和处理技术对风电机组的运行状态进行判断和诊断。
这些数据包括风速、电网电压、风机温度等运行参数,通过分析这些数据可以发现机组的故障和隐患。
利用智能监测与诊断技术,可以及时发现故障和隐患,为风电机组的维修和保养提供科学依据,避免故障发生。
其次,智能运维管理是指基于智能运维平台的运维管理系统,通过对风电场的运行数据进行分析和管理,实现风电机组的智能化运维管理。
这包括保养计划的制定、维修人员的调度、备件的管理和故障记录的管理等。
通过智能运维管理系统,可以提高运维工作的效率和准确性,降低人力和物力成本,提高风电机组的可靠性和可用性。
最后,自动控制是指利用先进的控制技术和智能化设备,实现风电场的自动化运行和控制。
自动控制系统可以根据风电机组的负荷需求和电网的情况,自动调整风机的转速和功率输出,实现风电机组的最佳运行状态。
此外,自动控制系统还可以通过对风电场的整体协调控制,实现风电场的无功补偿和功率限制控制,提高风电场对电网的稳定性和可靠性。
为了实现风电场有功与无功功率控制系统的智能运维与自动控制,需要依靠先进的技术手段和设备。
比如,利用大数据和人工智能技术,可以对风电机组的运行数据进行深入分析和预测,通过建立智能模型和算法,实现对风电机组的自动控制和仿真优化。
风电场有功与无功功率控制系统的维护成本控制与降低策略随着全球能源需求的增长以及对可再生能源的关注度提高,风能作为一种重要的可再生能源形式得到了广泛应用和推广。
在风能发电系统中,风电场的有功与无功功率控制系统起着至关重要的作用,它可以保证风电场的稳定运行和优化发电效率。
然而,维护这些功率控制系统所需的成本却是一项重要的考量因素,如何控制和降低这些成本成为了当前风电场运营管理的关键问题。
首先,我们需要了解风电场有功与无功功率控制系统的基本原理。
有功功率是指实际用于发电的功率,它由风机产生并输送到电网供应给用户,是风电场的主要输出功率。
而无功功率是指不能直接转化为有用电能的功率,它包括无功感性功率和无功容性功率。
无功功率是为了保持电网的稳定运行而需要的,它对电网频率和电压的调节起到重要作用。
因此,在风电场运行过程中,有功功率和无功功率之间的平衡与控制至关重要。
在维护风电场有功与无功功率控制系统的成本控制方面,有几个关键的策略可以采用来降低操作和维护成本。
首先,定期进行设备巡检和维护是必要的。
风电场的控制系统包括各种传感器、开关设备和通信设备等,定期检查和维护这些设备可以提前发现潜在问题并预防意外故障的发生。
同时,对设备进行有效的维护和管理可以延长其使用寿命,减少更换设备的成本。
其次,建立完善的数据监测和分析系统也是降低维护成本的重要策略。
通过对风电场运行数据进行实时监测和分析,可以快速发现设备故障或异常,及时采取措施防止故障扩大化。
同时,通过对数据的统计和分析,可以获取设备的运行状况和健康状况,有针对性地进行维护和修复,避免不必要的操作和维护工作。
这样不仅可以降低运维成本,还可以提高风电场的发电效率和可靠性。
第三,利用先进的远程监控技术可以有效降低维护成本。
风电场通常位于偏远地区或海上等环境复杂的地方,传统的现场操作和维护不仅费时费力,还存在一定的安全隐患。
利用远程监控技术,可以实现对风电场运行状态、设备运行参数等实时监测和管理,避免人员频繁出差,减少人力和物力资源的浪费。
风电电能质量技术监督——问答题问题:请绘制风电机组理想功率特性曲线,并说明理想功率特性是如何实现机组安全性,经济性的统一的。
机组安全、经济与风能转化最大化通常是相互关联、彼此矛盾的。
对给定容量的风电机组,受机组容量与机械强度限制,能够安全、经济进行风能捕获的风速范围是一定的。
理想风电机风速-功率曲线如图1中曲线ABCDEF所示,风电机组仅在切入、切出风速间运行。
风速小于切入风速时,捕获风能太小,无法维持机组运行与损耗成本,不宜运行。
由于高风速下机组将因机械应力过大而损坏,而设计一台可在高风速下运行的风电机组成本过高,且出现高风速的概率很小,放弃高风速风能捕获损失总能量并不大,故当风速大于切出风速时,机组亦无需运行。
区域I中,风速小于额定风速,风电机组能够通过调节尽可能多的捕获风能。
区域II中,风速大于额定风速,考虑到超过额定风速的风能难于补偿为捕获该部分能量而产生的机组制造成本增加,捕获风能将维持额定值。
在这两个区域间,有时还设计一个过渡区域,以降低机组机械载荷。
问题:请简述目前风电机组主要的稳态运行控制方式。
风电机组运行控制方式主要有定速定桨、定速变桨、变速变桨。
早期定速定桨风电机组结构简单,转速与桨距角均不可调。
转速不可调节导致机组无法实现最大功率追踪,功率曲线在低风速区域仅有一点与理想曲线吻合,机组桨距角不可调节导致机组在额定风速以上区域无法维持功率恒定,功率曲线在高风速区域亦仅有一点与理想曲线吻合。
额定风速以上区域中,依靠翼面形状形成的失速特性降低机组风能捕获,定速定桨策略风能转换能力较低。
定速变桨风电机组转速基本恒定但桨距角可调,额定风速以上通过顺桨或变桨失速调节维持机组功率恒定。
变速变桨策略通过低风速变速运行与高风速变桨调节,变速变桨风电机组功率曲线与理想功率曲线基本一致,实现了低风速最大风能捕获与高风速功率调节。
通过变速变桨运行,风机轴系瞬时机械载荷得到缓解,电能质量也得到显著提高。
风电场风电机组优化有功功率控制的研究2017年度申报专业技术职务任职资格评审答辩论文题目:风电场风电机组优化有功功率控制的研究作者姓名:李亮单位:中核汇能有限公司申报职称:高级工程师专业:电气二Ο一七年六月十二日摘要随着风电装机容量的与日俱增,实现大规模的风电并网是风电发展的必然趋势。
然而,由于风能是一种波动性、随机性和间歇性极强的清洁能源,导致风电并网调度异于常规能源。
基于此,本文将针对风电场层的有功功率分配开展工作,主要工作概括如下:(1)对风电机组和风电场展开研究,分析风力发电机组运行特性、风力发电机组控制策略、风电场的控制策略。
(2)提出了一种简单有效的风电场有功功率分配算法,可以合理利用各机组的有功容量,优化风电场内有功调度分配指令,减少机组控制系统动作次数,平滑风电机组出力波动。
(3)优化风机控制算法后,通过现场实际采集数据将所提方法与现有方法进行了比较,验证了所提方法的合理性。
关键词:风电机组、风电场、有功功率控制、AGCAbstractWith increasing wind power capacity, to achieve large-scale wind power is an inevitable trend of wind power development. However, since the wind is a volatile, random and intermittent strong clean energy, resulting in wind power dispatch is different from conventional energy sources. And the wind farm is an organic combination for a large number of wind turbines, wind farms under active intelligent distribution layer hair is also included in the grid scheduling section. Based on this, the active allocation and scheduling for grid scheduling side active layer wind farm work, the main work is summarized as follows:(1)Wind turbines and wind farms to expand research, in-depth analysis of the operating characteristics of wind turbines, wind turbine control strategy, control strategies of wind farms.(2)This paper proposes a simple and effective wind power active power allocation algorithm, can reasonable use each unit capacity, according to the optimization of wind farms in active dispatching command, decrease The Times of turbine control system action smooth wind power output fluctuation unit.(3)After optimization of the fan control algorithm, through the practical field data collected will be presented method are compared with those of the existing method, the rationality of the proposed method was verified.Keywords:wind turbine, wind farm, active power control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 有功功率控制的现状 (1)第2章风力发电机组及风电场有功控制基础 (2)2.1 风力发电机组运行原理 (2)2.1.1 风电机组的组成 (2)2.1.2 风电机组数学模型 (2)2.1.3 风力发电机组运行特性 (8)2.1.4 风力发电机组控制策略 (9)2.2 风电场有功功率控制 (10)2.2.1 风电场的基本结构 (10)2.2.2 风电场的控制策略 (11)第3章风电场内有功功率控制策略 (13)3.1 风电场有功功率控制的基本要求 (13)3.2 风电场有功功率工作模式 (13)3.3 风电场有功功率控制状态 (14)3.5 风电场实测数据对比 (15)3.5.1 风电场电气接线 (15)3.5.2 单台风力发电机组测试 (15)第4章结论 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1 课题研究背景相比于常规的火电和燃气电站,风电场的有功调节能力十分有限。
风电集群有功功率控制与对策摘要:本文主要介绍了风电集群的分层设计、风电集群有功功率控制系统以及风电集群有功功率控制对策,为从事相关工作人员提供了参考意义。
关键词:风电集群、有功功率、对策一.风电集群分层设计根据不同地区间有功功率的分层考虑,主要可以分为风电调度中心站,风电集群控制主站,风电场控制执行站三层。
第一层,风电调度中心站。
其中心站可设置在省调度中心,建立为具有风电调度的自动化环节。
依据集群风电功率预算数据、负荷预算数据以及电网运转等情形,合理设置普通机组和风电集群出力,且要计算并网风电集群有功出力的合理范围,设计风电集群的发电方案,多多收集风电。
第二层,风电集群控制主站。
其控制主站不仅要对所管理地区内的风电场实施监控,对在运转时的数据、调整功能实施整理,达到风电集群运转过程中数据的及时收集以及信息的总结和交流,而且要及时反馈调度中心的有功控制命令,面向风电场控制执行站,实现风电集群有功功率把控目的的二次配合。
第三层,风电场控制执行站。
即是,设置好不同风电场和分散式风电机组,达成风电集群控制主站下分布的控制目的布置,保证参加控制的风电机组及其控制量。
另一层面是把风电场工作时的数据、预测计划等及时传达到风电集群控制主站。
二.风电集群有功功率控制系统比如像一般电源的能量管理系统(EMS),其风电集群有功功率控制是需要利用对应的控制载体才能够完成的。
我国一些省份中原先含有的风电网侧风电调度中包含了节能调度计划子系统和把控子系统这两环节。
而风电场侧控制内含了风电场有功控制与无功控制这两个环节。
而根据风电集群有功功率中对分层控制的思考,有着一个完整的风电集群的整体框架,如图1所示。
因为其风电场中的低电压具有动态无功补偿功能和穿越功能。
在实施的过程中,其电压等相关信息对集群有着重要的控制作用,所以在系统框架与通信接口安排上设置了自动电压控制(avc)环节与相关的无功功率的电压信息。
而风电集群的控制主站主要目的是为了达成风电集群分层协作控制相互补充融合等,其中有功控制作用是因为风电集群中有功调控以及风电场中信息的选择而组成的。
大规模风电场有功功率控制策略摘要:近年来,随着风电的快速发展和我国独特的大型新能源发电基地集中的电网发展模式,带来了严重的挑战,电力平衡和电网的安全和经济运行,主动输出功率风场的协调控制,提高清洁能源的利用是主要的研究课题风力发电技术。
关键词:大规模风电场;有功功率;控制策略1研究现状及问题目前,国内外对风力发电机组有功功率优化控制的研究进行了探讨。
根据风力发电的猜测数据,提出了小风电场机组调度和有功功率、无功功率分布的求解方法。
提出了一种基于拉盖尔函数的非线性猜测控制方案,利用聚类控制器对风电场中的所有风电场进行均匀调节,优化风电场的总产量。
提出基于有功功率的实时速度信息分类控制策略,该方法基于风力发电机组运行工况的动态分类和风速实时信息,并根据风力发电机组最大发电容量和工况建立有功功率分配模型。
但文献中对风场有功优化控制的研究很少用于投机的功率概念,没有考虑风电场损失和风速的影响,不同规模风电场输出功率等因素对机组的影响,无法完成风电场的高效运行。
根据已有的研究成果和存在的问题,本文以风电场产量优化和风电场内部损失为主要政策。
建立了考虑上述多种原则的风电场功率优化模型,并对风电场有功功率优化问题进行了探讨。
2有功功率分配策略2.1风电机组数据处理及核算根据通信、运行以及风机是否可调和不可调的特点,正常运行、无故障运行、无基准风机的风轮机为可调风机,其他机组为不可调风机。
考虑到未来风力发电机组的发电能力,可以降低风机的调节频率,增加风轮机的使用寿命。
根据实时风数据和超短期猜测资料,计算了可调风机在下一段时间内的最大有功功率。
(1)式中,Pi,jfmax为机群i的j飓风电机组在未来一段时间内的最大有功功率,T1为上一个猜测数据的时间与当时时间的差值,T2为超短期猜测数据的时间距离,Pi,jfmax为机群i的第j飓风电机组在当时气候条件下的最大有功功率,Pi,jfmax为机群i的第j飓风电机组鄙人一时间的最大有功功率猜测值。
综述AGC在风电场的应用孙建雷(中节能(肃北)风力发电有限公司马鬃山第二风电场)摘要阐述了电力系统AGC及风电场AGC的概念、工作原理、组织结构及网络链路,介绍了AGC系统和功率控制系统的功能,分析了风电场AGC系统的投运对甘肃电网调度运行和大型集群并网风电场运行产生的影响。
该系统的投运,既降低了大规模集群并网风电场对电网调峰的冲击,提升了新能源送出通道能力,又保证了电网安全稳定运行。
关键词:电网调度风电场AGC功率控制目录一、概述 (1)(一)AGC概述 (1)(二)风电场AGC概述 (1)(三)风电场AGC原理 (2)二、风电场AGC的结构 (3)(一)风电场AGC的组成 (3)(二)风电场AGC的网络架构 (4)三、系统功能 (5)(一)风电场AGC的主要功能 (5)(二)协调控制功能 (5)(三)有功功率控制系统的主要功能 (6)四、影响 (6)五、结语 (7)参考文献 (8)综述AGC在风电场的应用引言随着新能源并网装机占全网的比重不断增加,新能源机组特性、集中并网等因素给电网运行带来巨大压力,为满足《风电场接入电力系统技术规定》中的要求,以及提高电网的稳定性和风电场出力调整的合理性,自动发电控制技术(AGC)已成为保证电力系统安全运行和电网经济运行不可缺少的控制技术。
一、概述(一)AGC概述自动发电控制(Automatic Generation Control)简称AGC,它是跟踪电力调度交易机构下发的指令情况来控制发电机有功出力,实现对发电机功率的自动控制。
AGC系统是能量管理系统(EMS)的重要组成部分,可以根据电网调度的控制目标将指令远程发送给相关发电厂,通过电厂的自动控制调节装置,实现对发电机功率、频率的自动控制。
AGC在电力系统的应用中主要作用是通过调整火力发电机组和水力发电机组来确保电网的频率。
(二)风电场AGC概述在电网公司下发的关于《风电场接入电力系统技术规定》中,规定了并网风电场应配置有功功率控制系统,具备有功功率调节能力,参与系统有功功率调节。
1.1 有功功率控制
1.1.1 风电机组应具有有功功率控制能力,接收并自动执行风电场发送的有功功率控制信号,有功功率控制范围可以在20%~100%(对应风况的最大输出功率)的范围内平稳调节。
1.1.2 风电机组应具有就地和远端有功功率控制的能力。
1.2 无功功率控制
1.2.1 风电机组应具有无功功率控制能力。
1.2.2 当风电场并网点的电压偏差在-10%~+10%之间时,风电机组应能正常运行。
1.3 频率调节
1.3.1 电网频率变化在49.5Hz~50.5Hz范围内时,风电机组应具有连续运行的能力。
1.3.2 电网频率低于47.5Hz时,风电机组的持续运行能力根据风电机组允许运行的最低频率而定。
1.3.3 电网频率变化在47.5Hz~49.5 Hz范围内时,风电机组应具有至少运行10分钟的能力。
1.3.4 电网频率变化在50.5Hz~51Hz范围内时,风电机组应具有至少运行2分钟的能力。
1.4 低电压穿越
1.4.1 风电机组应具有低电压穿越能力。
1.4.2 风电机组应具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力。
1.4.3 风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时,风电机组应具有不间断并网运行的能力。
6.4.4 在电网故障期间没有切出的风电机组,其有功功率在故障清除后应以至少10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的状态。
风电场有功与无功功率控制系统的运维升级与改进近年来,风电场作为一种清洁能源的代表,已经得到了广泛的应用和发展。
然而,随着风电场规模的不断扩大和技术的不断进步,其运维升级与改进也愈加重要。
其中,有功与无功功率控制系统的运维升级和改进是风电场运营中的一个关键环节。
有功功率是指风机输出的有效功率,无功功率是指容纳在电网中但无法转化为有用功的功率。
为了保证电网的稳定运行,风电场需要合理地控制有功与无功功率的输出。
目前,市场上存在的一些问题主要集中在以下几个方面:功率控制精度不高、响应速度较慢、对电网负荷的影响较大等。
首先,针对功率控制精度不高的问题,我们可以采用精密的测量设备和先进的控制算法来提高控制系统的精度。
例如,可以采用更高精度的传感器来准确测量风机的输出功率。
同时,可以引入先进的模型预测控制算法,通过对风速和功率曲线的预测,实现对有功与无功功率的精确控制。
这样不仅可以提高风电场的经济效益,还可以减少对电网的影响。
其次,针对响应速度较慢的问题,我们可以采用快速响应的控制策略来改进系统的性能。
例如,可以引入前馈控制和模糊控制等技术,以提高系统的响应速度。
前馈控制可以根据风速和功率的变化趋势,提前预测控制指令,从而使系统能够更快地响应风机输出功率的变化。
模糊控制可以根据风机当前的输出功率和电网的负载情况,动态调整控制策略,以实现更精确的控制。
这样可以有效降低风电场的调节时间,提高运行效率。
另外,针对对电网负荷影响较大的问题,我们可以采取一系列措施来减少风电场对电网的不稳定性。
首先,可以引入无功补偿装置,通过对风电场输出的无功功率进行补偿,保持电网的无功功率平衡。
其次,可以通过合理调整风电场的发电功率,根据电网的负荷需求来动态调整风机的输出功率。
此外,还可以通过与电网的互动进行功率控制,根据电网的实时状态和需求,合理调整风电场的运行模式。
此外,在风电场有功与无功功率控制系统的运维升级与改进中,还应加强故障诊断和维护工作。
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浅谈风电场AGC及功率控制技术天电达坂城风电场张胜文摘要:介绍了风电场AGC及功率控制技术技术,包括省调开展投入风电AGC系统的背景及意义,风电场侧功率控制系统作用及控制策略等方面内容,以期为风电场AGC及功率控制技术人员提供技术参考。
关键词:风电场;自动发电控制系统(AGC);能量管理平台1.概况1.1 电网对风电AGC开展投入背景及意义近年来随着风电场的装机比例大幅增多,由于风电出力不确定性造成电网调峰困难更为突出,尤其是风电出力大时联络线的调整变得异常突出,以前以人工电话通知的粗放型调整模式已无法满足目前电网运行调整的需求,为提高电网的安全稳定性以及对风电出力调整的合理性,目前调度通过自动发电控制系统(AGC)来实现风电出力的自动调节。
1。
2 风电场功率控制系统概况根据国家电网公司对风电场接入电网技术文件的技术要求,风电场的有功功率控制必须达到以下功能:风电场具备有功调节能力,根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。
风电场需配置有功功率控制系统,接收并自动执行调度部门远方发送的有功功率控制信号,确保风电场最大有功功率值及有功功率变化值不超过电网调度部门的给定值。
1.2.1 风电场功率控制系统作用1)在风速允许的情况下,风电场控制功率在0到额定容量之间根据设定调节;2)自动调节有功功率:系统能自动控制风电场的有功功率输出,使总有功功率保持在限定目标值附近,控制误差平均在±10%以内;3)风电场有功功率自动调节遵循“允许更多风机运行"的控制主策略,采用混合方式进行功率控制,及风机限功率和停机并存的方式,所有风机采用轮停的方式停机,可避免风机长时间的停机,对停机超过限定的时间的机组自动重启;4)系统可与电网调度中心进行连接,接收远程调度的控制指令,根据指令手动或自动开启功率自动控制功能,进行风电场有功功率智能调节;5)可设置由于特殊原因不能进行调节操作的机组不停电,也可以根据现场需要优先调控选定的风机;6)可以计算风电场的当前的理论有功功率,统计限电条件下的损失功率,并将该值上传给调度中心;7)风速预警:系统可以设定某风速值作为预警风速,当风电场任意一台机组的瞬时风速超过该值时,系统会以语言或屏幕提示信息的形式进行报警,提醒风电场值班人员引起注意,风电场进入大风状态;8)功率超限预警:当打开系统的功率超限预警功能后,对风电场设定某个限定负荷值,风电场实时的有功负荷一旦超过限定值,系统即以语言或屏幕提示信息的形式进行报警,提醒风电场值班人员引起注意;9)风电场功率控制的结构图:风电场功率控制系统结构示意图1。
风电场有功 摘要:针对风电大规模的集中接入模式,提出合理的风电场有功功率控制策略使得
风电场可以近似常规发电厂那样承担电力系统频率调节的作用,减小对接入电网的影 响。对风电场有功功率控制模式进行了详细的介绍,并且对不同情况下的风电场有功 功率分配策略进行了分类,展望了该领域的可能研究方向。 Abstract:For large—scale centralized access modewind farm reasonably active control strategy
has been proposed.So that the wind farms can be approximated as conventional power plants to
assume the role of power system frequency regulationand hence reduce the impact on the gridthe
development of wind power technology has played an important roleThis paper introduces the wind
farm active power control model,and the wind farm active power allocation strategies under different
conditions are classified.Finally this paper gives a perspective to the future possible research directions n the area of wind farm a ctive power contro
关键词:风电场;有功功率控制;有功功率分配 Key Words:wind farm;active power control;active power distribution O 引 言 风能作为‘种清沾的呵fl川i能源 仃取之不 刑之 竭、环境污染小、投资灵活等if}多优点。瞅洲 许引KI家,如坩茭、 班牙、悠 风电JF发的地域分布 常稀疏,大郜采fH分敞按入电I州的 式,绝大部分 电能就地淌纳, 此风电的发眨对电 )系统的影响较 小,达 家的风I 穿透功牢已经达刮2()%以_J:。我 国[t9 J ̄U包初期采Jt J小规模、分敞接入的策略,近年考 虑刮找Ⅲ 1:Jxl资源集- i的特点也将人规模集lf, 接入作为·个一 的,皮展策略。然而,人脱模集lII JF 发也会给电 的稳定、安个运行带来挑战。这是IN为 风l 场装机容 断增JJIl,人型的风 J发电场输11I 的仃功功率具仃问歇性和I波动性的特点,导敛大规模 风IU J[-l ̄lIl丁能会fJI起}乜网IU JK水 降,产生线路传 输功率趔¨{热极限、系统 路容量增加和系统暂态稳 定性改变等·系?/mill—J题I I。 风电场的f『功功率控制足风电场呵控运行的·项 关键披术,控制策略的优劣 接影响剑Jx【场输出功率 的稳定性、快速 、跟随 :等各项 能指标,所以发展 风Iu场的仃功功率控制技术能够保证I更f 效地利『{I风 能,也埘I乜力系统的安全、稳定运行起荷重要作刖。风 电场 r功功率控制需要综合学虑风电场的有功功率颅 测If}I线、I乜I州对风电场V.J4+‘功功率凋度『¨1线,合理地确 定风电场的有功功 钲控制模式,并给定·个风场参考 的仃功功率输…ff{,将此仃功功率输fI{值仃效、合 地分配给风电场内的各台风I乜机组,保iIE风电场的功 率输f¨化尽可能满足电I州凋度的I|=i=J时,也使风电场可 以近似常觇发IU J‘那样承于IJ电力系统频率调节的作 用,减小 -f电I州的影Ⅱ向。 义介 fF-IIN+gl ̄对风电场何功功率控制方 ̄iV,J 研究成果,包 风l乜场何功功率的控制模式以及风场 情况 功率分配的策略,并讨沦rI1前风电场 的仃功功率摔制过 巾存 的部分州题和小足,外埘 未水· f能的研究 向做了腱 。
1 风电场有功功率控制的发展阶段 找…的风l J 、 发眨索U期足将小规模的风I乜场 与眦IU :接f¨连,这样能够减少输I乜 向配电『舣J输 送的l ,缓 输电 的输 压力,也_『以降低I乜 J
系统的网络损牦。但同时,由J 配电 通常处] IU 系统的木端、承受冲击的能力很弱,昕以风I乜输jlj功 率的随机性和波动性会给配电网络带来 波污染、I乜 波动及闪变等问题I 。 随着风I乜场 黾的I1益增人,风I乜场 始 .jIU 等级_更高的输电网相连,传统的风电场彳 功功率就地 衡的模式 利1-大电I州淌纳大规模风l乜场的仃功 J,需要研究新的风电场何功控制策略,任保ill!d ̄ 系统安全、稳定运行的前提 ·一 能地提高风电 [19+IJ刖率。楸 风电场 lU J系统干『功功率调度过 lII参 调度的能力划分,风I乜场仃功功牢摔制系统的 发展可分为以I 3个阶段l I:
图1风电场有功功率控制 (I)风电场[19"h功功率输¨l不参 系统的自动发t乜 控制(Automatic Generation Control,AGC)。任该发展 阶段,通常不考虑风电功率的预测值, 仪仅将风l乜场 的何功功率输m当作电力系统负的负荷求处理。lh r 风电的输出功率仔在随机性歧波动性,通常需要 合 系统的热备JH容量来进行动态的功率补偿。n ,I卜 闻电网对风电的调度基本上处丁此发展阶段。 (2)电力系统自动发I乜控制考虑风电场的风I ll 力的预测值,并将风电预洲的不确定¨ 与负荷颅洲的 不确定性结合起来安排风电场的发I乜汁划。任此发 展阶段 原则I:电网不I:涉风电}Ii ,但由=1 风电 E强隧要I绷圈Science&Technology Summa rize 预测功率并不精确,此种控制模式仅有欧洲部分国 家进行尝试。 (3)电网对风电场的有功功率输出值进行实时调 度,使其能近似常规发电厂那样主动参与电力系统的 调频、调峰等各项需求。根据风电预测系统发布的风电 场最大可能出力 ,并且考虑保证电网安全、稳定的 条件,风电场有功功率调度中心发出输出参考功率 风电场的自动发电控制中心将风电场的出力要求 分配到风电场内的各台风机以及备用储能装置。 2风电场有功功率的控制模式 风电场调度层的有功功率控制不仅要考虑风电 场的功率预测曲线,还要考虑电网对风电场有功功率 的调度曲线。当风电场的运行状态、电网功率调度不 同时,风电场也需要工作r不同的控制模式之下。现 行的风电场接入电网下的控制模式主要有:最大出力 模式、功率限制模式、平衡控制模式、功率增率控制 模式、差值模式以及调频模式等 。”。 2.1最大出力模式 最大出力模式是指当风电场的预测功率小于电 网对风电场的调度功率时,风电场处于最大出力状态 向电网注入有功功率。最大出力控制模式就是在保证 电网安全稳定的前提下,根据电网风电接纳能力计算 各风场最大出力上限值,风电场输出功率变化率在满 足电网要求的情况下处于自由发电状态。若超出本风 电场的 限值时,可根据其他风场空闲程度占用其他 风电场的系统资源,以达到出力最大化和风电场之间 风资源优化利用的目的。 在最大出力模式投入运行时,风电场内的各台达 到切入风速但在额定风速以下的风机处于最大功率跟 踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)状态;风 电场内处于额定风速以上的各台风电机组运行在满功 率发电状态,从而保证风电场的输出功率达到最大值, 尽可能提高风能资源的利用效率。 2.2功率限制模式 功率限制模式是指风电场有功控制系统将整个风 4 I装 备 机 械 电场的有功出力控制在预先设定的或者电网调度机构 下发的限定值之下,并且限制值可以根据不同的风电场 运行情况,在不同的时间段分别给出。 在功率限制模式投入运行时,风电场的有功功 率输出应当不高于预先设定的或者电网调度机构下 发的限定值,即:若风电场的最大出力能够到达有功 功率输出的限定值,则风电场的有功功率输出应该维 持在限定值;若风电场的最大出力小于有功功率输出 的限定值,则风电场上述所说的最大出力模式,应使 得风电场的有功出力能够尽可能接近风场有功功率 输出的限定值。
2.3平衡控制模式 平衡控制模式是当电网频率出现非正常变化,需 要风电场降低向电网输出功率时,用来控制风电场减 少输出功率,此时由风电场的输出功率来补偿电网频 率的变化。 在平衡控制模式投入运行时,风电场有功功率控 制系统立即将风电场的有功功率出力按照给定的斜率 调整至电网调度的限功率值(若电网调度的限功率值 大于风电场的最大出力,则调整至最大出力值);当 退出平衡控制模式时,风电场有功功率控制系统按照 给定的斜率恢复至风电场的最大出力值。
2.4功率增率控制模式 功率增率控制模式是对风电场输出有功功率的 变化率进行限制,使风电场输出的有功功率能够保持 定的稳定性,并且能满足国家电网公司颁布的关于 有功功率变化率的相关规定I ]。 在功率增率控制模式投入运行时,风电场的输出 功率在每个控制周期的变化必须在给定的斜率范围之 内,且风电场的整体输出功率应该在满足斜率的前提 下尽量跟随风电场的预测功率。风电场的功率增率控 制模式可以避免风电场的输出功率变化过于频繁、变 化率过大,从而保证功率输出的稳定性。该模式通常 与风电场的其他控制模式组合使用,在保证输出功率 斜率满足条件下,对风电场的其他方面进行控制。