基于优先顺序法的风电场限出力有功控制策略

随着风电并网容量的增加,风电场应具备有功功率调节能力,能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。结合甘肃酒泉风电基地集群风电有功控制系统的实际需要,以实现最大风能利用、避免风电场频繁起停为目标,基于经典优先顺序法提出了一种应用于变速恒频风电场的限出力有功控制策略。针对风电场限出力控制需要,设计了风电场层有功功率控制框架及限出力控制流程,综合考虑场内风电机组的预测信息、运行状态与控制特性,建立了以风电机组调节性能指标为排序指标的风电场限出力控制序列,进而基于此控制序列,给出了风电场限出力有功分配方法。最后,通过算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑最优转速与桨距角控制的风电场限功率优化控制策略

随着风电装机规模的不断增大,弃风现象在风电并网系统中日趋普遍。针对弃风造成的不可避免的风能损失,文章提出一种考虑最优转速与桨距角控制的风电场限功率优化控制策略。在转子转速控制能满足风电场弃风需求时,最优转速控制以最大化转子旋转动能为目标,确定各风机的有功调节指令,从而减少风能的丢弃;最优桨距角控制在转子转速控制达到极限后实施,在实现风电有功控制目标的同时,以最小化风机桨距角的调节为目标,确定各风机的有功调节指令。仿真结果表明,所提策略能够将一部分风能以动能形式最大化的存储在转子中,并在系统功率缺额时提供最大的瞬时功率支撑,从而最大程度减少频率跌落的幅度和延缓频率最低点到达的时刻。另外,在桨距角控制方面,所提策略能够尽可能减少桨距角的动作,从而减少风机机械部分的磨损。     

网源协调环境下风电机组变桨距控制策略

分析了电网扰动时的风电有功控制实现机理;以最大限度沿用已有变桨距系统软硬件为原则,设计了支持系统保护、频率控制调节的变桨距控制策略及其与已有变桨距系统的集成。重点基于层次化状态机技术,对电网正常和电网扰动时的变桨距控制逻辑进行分治与协调,改进了变桨距控制状态机;立足于现行主流变桨距系统,提出了一种紧急桨距角计算方法,动态确定机组参考桨距角。仿真结果表明:给出的状态机具有较高的可靠性;给出的变桨距控制策略能按系统保护、频率控制调节的要求长时间、大幅度地调节输出功率。     

风电场场站级降功率控制策略优化研究

场站级功率控制系统是风电场跟踪电网调度指令、控制风电机组的关键。为优化风电场功率控制系统,减小调节过程产生的风机频繁启停和动作损耗,本文考虑恒频变桨风机的运行机械特性,提出功率调节评价指标体系,使用熵值法修正的层次分析法确定指标权重,通过模糊综合评价对机组评分,进而提出风电场降功率优化分配模型。最后以某风电场实际算例对所提评价策略和优化模型的有效性进行了比较验证。     

计及机组运行工况的风电场有功功率控制策略

为了减小大规模风电场并网对电网稳定运行带来的不利影响,风电场发电功率能按要求进行调节已经成为强制性要求.目前在风电场有功功率控制过程中,往往忽视了风电机组的具体工况,从而导致机组的频繁起/停.针对以上情况,提出了一种计及机组运行工况的风电场有功功率控制策略.该策略首先根据机组预测发电能力及机组运行工况分别生成有功增/减裕度队列和开/停机队列,然后利用有功功率分配算法将功率分配给风电场中的风电机组.实际风电场的试验结果表明,采用所提出的控制策略不仅可以实现风电场有功功率的快速、精确控制,而且能够避免风电机组频繁起/停,降低风电机组的故障率,提高风电机组运行的稳定性和安全性,延长风电机组的使用寿命.     

大型风电机组机组层AGC控制策略研究

针对传统控制策略下的风电机组输出波动性大、随机性强,需其他设备协调风电场出力的缺点,提出一种机组层WT-AGC控制策略,并对该控制策略的工作原理进行了详细的分析。在考虑风电机组运行状态及风电场调度要求的基础上,将WT-AGC策略下机组运行方式分为2种:调度指令高于机组最大出力能力的常规运行和调度指令低于机组最大出力能力的限功率运行。通过风电机组转速调节和变桨距机构动作配合,实现风电机组输出稳定,满足风电场调度要求,并对某实际双馈风电机组进行了仿真。结果表明该控制策略不但可以实现风电机组的可调度输出,而且提高风电机组并网后的功率稳定性,验证了所提策略的正确性。     

基于DSA功率预测模型的风电分层有功调度控制策略

为了增强含高渗透率风电电网的消纳能力,提高控制精度与运行经济性,提出了一种改进的基于双层递阶自适应模糊系统（double stage hierarchical ANFIS（adaptive neuro-fuzzy inference system）,DSA）功率预测模型的风电分层有功调度控制策略。将有功调度分为系统层、风电场群层、分群子场层、风机机组层与反馈校正层,结合DSA模型对风电场超短期风电功率进行预测,考虑电网与机组安全运行等约束条件,给出了各个层级之间的协调控制关系与每个层级相应的功率分配方法,同时以滚动优化对误差进行校正。最后通过算例对所提控制策略的有效性进行分析验证,结果显示,所提控制策略在功率波动较大情况下其控制精度高,并且能有效减少风机启停次数,降低系统网损。     

风电场有功功率控制策略研究

风电场传统的有功功率分配以平均分配为主,未能充分考虑风电场内机组的运行信息。对此,提出了一种基于机组分类的有功功率控制策略,即根据风电机组的出力特性、运行状态和功率预测等情况对风电机组进行分类,按不同类型风电机组升降功率能力的不同,依次对每类机组进行控制,从而提高风电场有功功率输出的准确性和响应速度。通过仿真分析,所提风电场有功功率控制策略能够较好地协调风电场有功出力。     

基于桨距角控制的双馈风机参与电网二次调频控制策略研究

单独依靠常规电源的热备用难以有效平抑大规模风电的功率波动,要求风电机组主动参与自动发电控制(AGC)是电力系统稳定运行的重要保证。为解决此问题,本文提出了一种基于桨距角控制的双馈风机(DFIG)参与电网二次调频控制策略。通过分析风机的特性,确定了考虑桨距角变化的最优转速功率追踪控制;通过引入风电场控制信号改进传统桨距角机构,并在此基础上进一步提出了双馈风机参与电网二次调频综合控制方案。仿真结果表明,在所提控制方案下,风机利用其可控的二次调频能力,有效地降低了严重的负荷扰动下系统频率的变化率,并实现了间歇式新能源的优先调度。     

考虑风机排序的风电集群分层有功控制策略

随着我国风电的迅速发展,风电场有功调控趋于集群化。为合理调控风电集群有功功率、提高风电消纳量、减少风电机组调控次数,文中提出考虑风机排序控制的风电集群分层有功控制策略。根据风电场所在区域不同并结合超短期风电功率预测,将风电集群分为场群层、风电场层、机组层3个控制层。场群层和风电场层通过不同时间尺度的滚动优化提高风电消纳量;机组层通过选取影响风机调控能力的评价指标,结合熵值法与隶属度函数,计算并排序各机组调控能力评分,通过机组的排序控制减少风机调控次数。基于GAMS及Matlab平台对山西电网实际风电场数据进行分析,结果表明所提控制策略在提高风电消纳量的同时减少了风机调控次数。     

变速恒频风力发电机风能最优控制

基于风速分布服从Weibull双参数分布,分析变速恒频风力机的特点和运行特性,以1.5 MW变速恒频风电机为研究对象,构建风电机在特定风资源下年能量输出的优化模型,以尽可能实现年能量输出最大化为优化目标,将改进型粒子群算法用于模型进行求解,并与原设计的风电机参数相比,求解结果显示其优越性,从而说明该方法的可行性和实用性.同时,探讨了分别改变Weibull分布尺度参数和形状参数时,叶尖速比与能量输出的关系;仿真结果表明风能大小更多的由Weibull分布的尺度参数决定,说明了与风速分布相比风能大小更多的取决于平均风速.     

小型风力发电机中风向控制系统研究

对一种小型风力发电机进行了风向控制的研究.利用PID控制中P控制的方法,寻找出电能比较稳定输出的风向角度范围,在进行风向控制时将风力发电机的风向角度稳定在该范围内输出.重点给出了实验步骤和结果分析,并验证了该方法的有效性.     

风力发电机的恒功率控制

针对大型风力发电机组因反馈信号滞后引起的输出功率波动进行研究。在研究了传统转速反馈PI控制和基于测量风速前馈控制的基础上,提出了基于有效风速估计的前馈与功率反馈PI结合的变桨控制策略,通过牛顿-拉夫逊算法进行有效风速估计,根据有效风速估计值给出合适的前馈桨距角,实现动态前馈补偿。基于Fast软件平台开发的外部控制器,对恒功率控制提出的控制策略与传统的控制策略进行仿真比较。仿真结果表明：相对传统的控制策略,提出的前馈控制使风力发电机组能够保持稳定的电功率输出。     

风力发电中的无功控制

在风力发电中，对于风力发电机吸收和产生无功功率的控制是一个重要的问题。文章介绍风力发电中无功控制的难题和在应用中出现的问题．以及传统的解决方法及其缺陷。还介绍一种新型的带有动态无功控制功能的风力机，详细列举了它的各种优点、在实际工程中的广泛应用和它广阔的前景。     

风电场风机控制系统组网解决方案

文章结合实际工程设计对风电场的组成、网络设备要求、风机控制系统的采集信息、风机组网方案及监控平台进行论述.组网方案中利用风机间的OPGW组织以太环网拓扑结构,既保证信息传输的可靠性,同时将采集的电压、电流、风向和风速等信息送至控制中心,为控制中心的监视和控制提供了基础平台.     

基于模糊PI控制的通风机风量控制

针对用于矿井通风的通风机风量调节系统影响因素多、数学模型难以建立及常规控制无法获得满意效果的情况,提出一种基于模糊PI控制的通风机风量控制方案,对风量进行自动调节,并将其应用于主通风机变频调速系统.仿真和实际运行结果表明,该模糊控制风量自动调节系统控制效果优良,为煤矿的安全生产和风机的高效运行提供了可靠保障.     

Supervisory Control of a Wind Farm

This paper presents a scheme for supervisory control of wind farms. We concentrate on reduction of power output variation, but the proposed scheme can also be used for system-wide controls that are related to power variation, such as frequency control or damping of power swings. The scheme may utilize either a separate (external) energy storage device or a power reserve achieved through part-loading of one or more turbines in a wind farm. The proposed supervisory control scheme has been validated on a model of a wind farm with four turbines. Simulations have confirmed the usefulness of the scheme. The proposed control system is general and could also be used for other types of intermittent generators such as wave or solar.     

风力发电机组偏航优化控制方法

为提高对风精度,提出了一种新型的偏航系统控制算法——ART2-C和ART2-W控制算法。该算法的核心是:当风向角在正负15°的范围内变化时,采用改进的神经网络ART2-N与爬山算法相结合的控制算法,即ART2-C算法。而在大范围内变化时,则采用改进的神经网络ART2-N与风向标结合的控制算法,即ART2-W算法。并在MATLAB7.0中搭建了仿真平台,给出了程序流程图,仿真验证了该算法的可行性和有效性,提高了对风精度和系统的机械寿命,以及增加了系统的输出功率。     

风力发电机组优化变桨距控制研究

风速变化的随机性和风力机叶轮巨大的转动惯量导致风力发电机对风速突然变化的动态响应通常都是时间滞后的,这可能会使叶轮转速和输出功率出现较大波动。基于线性二次高斯（LQG）优化控制理论提出变桨距优化控制方法,与传统的PI变桨距控制相比,可以抑制叶轮转速和功率波动。以2 MW变速变桨风力发电机组为实验对象,采用FAST-MATLAB/Simulink联合软件平台分别对LQG优化变桨距控制和传统PI变桨距控制进行仿真分析,证明LQG优化变桨距控制在抑制叶轮转速和功率波动方面的有效性。     

考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。