基于机组动态分类的风电场有功控制策略研究

提出一种基于机组动态分类的风电场有功控制策略,该方法首先根据风力发电机组的运行状态和预测功率等信息对机组进行动态分类,然后根据功率控制目标和机组情况建立有功控制优化模型,计算可控机组的期望输出功率,最后将有功控制目标下达到机组控制器执行,从而实现整个风电场有功控制。以华北地区某风电场为例进行仿真测试,结果表明控制策略的可行性和有效性。     

基于机组分类的风电场有功功率分配方法研究

针对单一风速预测方法预测精度不高,以及按风速比例进行风电场机组功率分配时,跟踪功率调度指令误差较大的问题,提出一种组合风速预测方法,并基于机组预测风速、当前风速及输出功率的机组分类,提出一种风电场有功功率分配方法。采用模糊C均值分类方法对机组进行分类,根据分类结果确定功率调节优先级,将功率指令分配到不同类机组,再按某一类各机组输出功率的比例分配至每台机组,实现整个风电场有功功率分配。以某风电场实际风速数据进行风速预测和有功功率分配仿真研究,仿真结果表明,该文提出的组合风速预测方法和风电场有功功率分配方法具有风速预测精度高、风电场输出功率跟踪精度高,参与有功功率调节的机组数目少的优点。     

考虑尾流效应的风电场有功功率控制策略研究

随着大型风电场的快速发展,由于尾流效应造成的风电场能量损失成为重要的问题。本文考虑风电场内的尾流效应,提出了优化的有功功率和桨距角曲线以降低独立机组的能量损失,从而达到风电场的总有功功率提升的目的。同时,通过挖掘风电机组有功出力和尾流效应的关系,给出基于有功控制的尾流优化方法,建立了风电场有功出力优化模型。最后,基于某风电场的实际数据建立仿真模型来检验控制策略的有效性,并引入传统单机MPPT方案进行比对,结果证明提出的新型控制策略大大提高了整个风电场的有功功率,并且计算量小,优化方法简单,具有一定的工程应用价值。     

有功调整提升模式下风电场优化控制策略研究

针对风电场有功功率调整升功率模式下,考虑故障停机机组、降功率运行机组及低风速区机组对升功率贡献有限等情况,给出一种基于各机组出力能力差异分组的风电场有功调整提升控制策略和算法。同时,该算法将风电场运行环境温度过低、过高情况下期望运行机组的数量,以及避免机组频繁启停等因素作为风电场优化运行的约束条件。算法根据当前风力发电机组的运行状态、预测功率、故障代码等条件建立分组模型,结合风电场有功调整量及约束条件得出风电场机组最优运行的功率控制算法。仿真结果表明,算法能够保证风电场功率调整误差小,输出功率平稳,同时又避免机组的频繁启停对电网产生的冲击。     

风电场能量管理系统的设计与实现分析

本文采用合理有效的功率控制策略,设计了风电场能量管理系统,对风电场的有功功率和无功功率进行控制。通过阐述风电场中风电机组的工作原理,提出了风电场能量管理系统的设计方案,并分析了系统的控制效果。实际风电场的试验结果表明,该风电场能量管理系统可以实现风电场输出功率的快速、准确控制。     

基于多Agent协作控制的风电场功率调度策略

提出一种基于多Agent协作控制的风电场功率分布式控制策略。首先,设计风电场多Agent系统的架构;其次,为减少风电机组目标功率波动,提出一种基于风电机组功率变化趋势分类调度的方法,详细介绍机组分组策略以及基于各级Agent协作下风电场升-降功率控制策略;最后,基于Java/JADE平台建立风电场多Agent系统控制模型。仿真结果表明,该方法在功率目标跟踪性及稳定性上较常规方法均有良好改善。     

双馈风电场有功频率分层控制

风电场有功频率控制是风电场接入电网运行的关键技术。在分析双馈风力发电机组减载运行控制策略及超速法下双馈风力发电机组的减载运行调节能力的基础上,提出了提高双馈风电场的有功调节能力及接入电网后系统频率稳定性的有功频率分层控制策略。该策略根据不同风速区风电机组的减载运行调节能力差异,设计了风电场层分配策略及风电机组层控制策略,在满足有功控制要求的前提下,尽可能提高风电场对电力系统暂态频率稳定的支持。仿真结果表明,该控制策略在系统稳定运行时尽可能存储转子动能,当出现功率扰动后,能够通过快速释放转子存储的动能响应系统频率变化,从而提高了双馈风电场接入电网后的系统频率稳定性。     

考虑飞轮储能的风电场有功功率平滑控制

在风电场增设飞轮储能装置可以有效地平抑风电场的功率波动,提高电网的风电接纳能力。本文采用在风电场出口母线处接入飞轮储能装置,通过分析风电系统和飞轮储能装置的特性,提出了一种基于瞬时功率理论的有功功率平滑控制策略。在传统低通滤波器的基础上,增加高通滤波器,对网侧有功功率的快速扰动成分进行处理,最终通过低通、高通滤波器来获得飞轮装置的补偿功率,达到对网侧有功功率波动进行抑制的目的。最后利用Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果表明,文中的控制策略可以较好地实现电网侧有功功率的平滑控制,减小有功功率波动。     

Power smoothing control for wind farms using flywheel based energy storage

在风电场增设飞轮储能装置可以有效地平抑风电场的功率波动,提高电网的风电接纳能力。本文采用在风电场出口母线处接入飞轮储能装置,通过分析风电系统和飞轮储能装置的特性,提出了一种基于瞬时功率理论的有功功率平滑控制策略。在传统低通滤波器的基础上,增加高通滤波器,对网侧有功功率的快速扰动成分进行处理,最终通过低通、高通滤波器来获得飞轮装置的补偿功率,达到对网侧有功功率波动进行抑制的目的。最后利用Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果表明,文中的控制策略可以较好地实现电网侧有功功率的平滑控制,减小有功功率波动。     

基于粒子群优化的风储配合控制策略研究

提出一种基于粒子群参数优化(PSO)的有功功率控制方案,根据某50 MW风场的实际数据,在不同优化目标下应用粒子群算法对风电场储能的功率与容量进行优化,并应用本控制策略对优化后的风电场进行仿真。结果表明,该策略能在相对较小的储能功率与容量的情况下降低风场功率波动,使风场达到并网标准,同时保证电池能量控制在一定的安全范围内。     

南非风电场有功储备模式下的功率滚动平滑控制

以风电场有功和无功功率指令跟踪为控制目标,以风电机组设计极限和机端电压为约束条件,提出有功储备模式下考虑场内电压稳定的风电场功率分配方案,结合超短期风功率预测,实现风电场功率的高精度滚动控制。该文的控制策略成功应用于南非245 MW功率波动,提高场内电压稳定,保障该风电项目顺利通过南非电网公司的现场测试并进入商业化运行。     

风电场一次调频控制方法及试验研究

目前大量并网的风电机组按最大功率跟踪曲线运行,其功率不能响应电网频率的变化,不具备一次调频功能,这将严重影响电网的安全稳定运行。在分析风电场运行状况基础上,提出在现有风电场机组中加入虚拟惯性控制策略,以提高风电机组输出功率快速响应电网频率变化的能力;通过在风电场集中引入下垂控制策略,获得风电场一次调频总功率,再经过风电场能量管理平台分发给各台风电机组,实现风电场一次调频功能。现场试验结果表明,风电场机组能够像常规发电机组一样进行电网一次调频,其一次调频响应有功功率的速度优于水电机组指标规定的要求。     

风电场场站级有功控制策略研究

目前风电发展主要集中在研发效率更高,容量更大的机组上,因此很少关注风电场场站级的有功控制。对风电场场站级有功控制策略进行研究,提出了一种根据优先级顺序对风电机组的有功出力进行分配的方法,使得风电场出力在执行电网调度计划的同时,能快速有效地跟踪调度指令变化,并且减小了风电场内部机组的有功出力波动,降低了控制系统的损耗。     

孤岛双馈风电场接入LCC-HVDC的黑启动与协同控制策略

提出一种基于新型同步调相机的孤岛双馈风电场接入LCC-HVDC的黑启动与协同控制策略。在LCC-HVDC送端交流母线配置新型同步调相机,利用其强大的无功调节能力稳定送端交流母线电压,以便为风电场中双馈发电机（DFIG）的启动与正常运行提供电压参考并保证LCC-HVDC整流器正常换相;新型同步调相机具备惯量响应能力,可以配合LCC-HVDC整流器来协同控制送端系统有功功率平衡,从而使LCC-HVDC跟踪孤岛风电场实时发出的有功功率进行有功外送。基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了所提黑启动与协同控制策略的有效性。     

基于发电成本和疲劳均匀性的风电场有功功率控制策略研究

针对限功率工况下风电场机组有功分配问题,文章建立了机组发电成本模型和综合疲劳模型。采用改进的粒子群优化算法,在风电场各机组风功率预测信息的基础上,以风电机组疲劳均衡、单位发电成本最低为目标,以功率平衡、出力限制、开停机时间限制等为约束条件,研究限电情况下风电场内有功控制优化策略。最后,对比3种分配方案下风电场的有功总出力、发电成本和疲劳均匀性,分析限功率控制下风电场典型机组的有功出力特征,结果表明,同时考虑发电成本和疲劳均衡条件的优化策略在有效降低成本的基础上能够保证机组间的疲劳均衡,从而降低机组维修频率。     

双馈风力发电机组有功功率多模型预测控制

针对双馈风机传统有功功率控制策略下存在的功率波动与超调量大等问题,提出一种在全风速范围内基于状态空间模型的有功功率多模型预测控制方法。该方法采用机组的状态空间模型,在控制过程中可充分考虑机组重要状态参数的变化与约束,避免其超出额定值。考虑到机组严重的非线性特性,根据风速的大小对机组模型进行分段线性化。引入预测控制算法,在目标函数中计及机组输出功率和发电机转速与目标值的偏差、桨距角和发电机转矩控制量及其增量等多项指标。在不同风速段,通过调整目标函数的权值,实现机组追踪最大风能或按额定功率满发等控制目标。仿真结果表明,所提出的控制策略可在保证风能利用效率、维持输出功率平稳的同时,减小输出功率和发电机转速的超调量。     

基于转子动能控制的风电机组功率平滑控制结构及优化策略研究

采用转子动能控制方法对直驱永磁同步风力发电机组输出的有功功率进行功率平滑控制,并对控制效果进行优化。首先,分析转子动能控制造成功率损失的原因,并据此提出一种能够补偿功率损失的平滑指令,结合风电机组稳定性分析,得到风电机组采用功率平滑控制的条件,以此采用Matlab/Simulink进行仿真分析,验证所提控制策略的有效性。然后,利用模糊逻辑控制算法（FLC）进行优化控制,以提高风电机组输出有功功率平滑度和风能利用率,并改善由于功率指令切换造成的平滑度下降问题。最后,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,对比不同参数下的优化效果,验证所提控制策略和优化方法的有效性。     

基于风电机组无功裕度预测的风电场无功分层控制策略

针对风电电压波动的问题,文章基于风电机组无功裕度预测,提出了一种风电场无功分层控制策略.该策略首先以并网点电压偏差和线路有功损耗最小为目标,使用二次规划算法在线实时求解最优并网电压,进而求解风电场无功参考值;其次,采用EWT-LSSVM预测算法进行风电功率预测,并提出预测功率校正方法实时修正预测功率,精确求解风电机组的...     

海上风电场柔性直流输电并网系统暂态特性研究

针对基于全功率换流器的直驱式永磁同步风电机组所建海上风电场,通过高压直流输电远距离并网,研究整个系统的暂态特性。全功率换流器和并网VSC-HVDC均实现有功无功独立控制。提出在应对电网故障时新的控制策略,即故障期间换流器站间交互协调控制,遏制VSC-HVDC直流电压上升幅度过大。利用PSCAD/EMTDC平台建立整个风电场并网模型,针对风速变化、风电场集电系统故障、电网故障几种常见情况进行暂态特性分析,对电网故障时是否加入换流器站间交互协调控制系统暂态特性进行比较,研究结果验证了并网系统及相应控制方法的正确性和有效性。     

变速风力发电机组调频控制策略研究

根据变速风力发电机组的运行特点,提出一种调频备用功率控制策略。在正常情况下,调整机组最优功率-转速曲线,使机组运行在次优功率捕获曲线上,减少一部分有功输出,留作调频备用功率;当系统频率变化时,通过调节桨距角和机组有功功率参考值,改变风电机组有功输出,参与系统频率调整。通过一个具体仿真算例分析了风电机组增加惯性响应控制、一次调频控制与备用功率控制等多种控制环节对系统频率的调节作用,并研究了当频率突变时有无AGC控制对风电机组调节特性的影响。