风电场有功功率控制降功率优化算法
风电场远程监控系统中的控制算法与优化策略研究
风电场远程监控系统中的控制算法与优化策略研究随着可再生能源的快速发展，风力发电作为最具潜力的可再生能源之一逐渐受到广泛关注。
风电场作为风力发电的集中式装置，需要有高效可靠的远程监控系统来实时监测和控制风电场的运行状态。
控制算法和优化策略是风电场远程监控系统中至关重要的部分，其合理应用与研究具有重要意义。
风电场远程监控系统中的控制算法主要用于监控风电场各个部位的工作状态，并根据监测到的数据进行实时调整和优化。
其中控制系统需要结合风速、风向、发电机输出电压和频率等多个参数进行分析和决策，以实现风电场的高效、稳定运转。
控制算法应考虑如何最大限度地提高风力发电系统的效率，同时保证风电机组的安全稳定运行。
一种常见的控制算法是风电场中的最大功率点跟踪算法。
该算法的目标是使风电机组在各种风速下都能以最大功率输出。
通过监测风速、转速和功率输出等参数，控制算法可以实时调整风轮的转速和叶片的角度，以实现最佳的转动速度，从而达到最大的功率输出。
此外，还可以采用群体智能算法，例如粒子群算法和遗传算法，来优化风电机组的控制策略，以实现能量的最大化，提高系统的效率。
同时，风电场远程监控系统需要采用优化策略来解决诸如风速预测和风力发电机组运行寿命等问题。
通过分析历史风速数据，可以建立起风速预测模型，从而预测未来某一时间段内的风速变化。
基于这样的预测结果，可以采取合理的优化策略来调整风力发电机组的输出功率，并提前做出调整以适应风速的变化，从而提高风电场的发电效能。
此外，面对风电机组的寿命和维护等问题，优化策略也发挥着重要作用。
通过对风电机组的运行数据进行分析，可以建立起机组寿命模型，并根据模型的预测结果，制定合理的优化策略。
例如，在高风速时减小机组的负载，延缓零部件的磨损，从而延长机组的使用寿命。
风电场远程监控系统中的控制算法和优化策略的研究对于风力发电行业的发展至关重要。
优秀的控制算法和优化策略能够提高风电场的发电效能，降低能源消耗成本，并延长风力发电机组的使用寿命。
风电场有功与无功功率控制系统的性能提升与优化
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。
风电场有功与无功功率控制系统的数据分析与优化方法
风电场有功与无功功率控制系统的数据分析与优化方法风电场是一种利用风能转化为电能的发电设备，正因为其具有环保、可再生等特点，近年来得到了广泛的关注和推广。
然而，由于天气条件的不确定性以及储能能力的限制，风电场在供电稳定性方面仍然存在一些挑战。
为了解决这个问题，有功与无功功率控制系统成为风电场运行中至关重要的一环。
一、风电场有功与无功功率控制系统的作用及原理风电场的有功功率是指风电机组所产生的有效功率，可以被电网直接采购和消耗。
而无功功率则是指在交流电网中，没有进行有用功率传输的电能，主要是用来维持电网的稳定运行和改善电能质量的。
有功功率和无功功率是风电场发电系统的两个重要指标，其合理控制和优化对于风电场的可靠性和功率输出至关重要。
风电场有功与无功功率控制系统的作用主要有两个方面。
首先，有功与无功功率控制系统可以确保风电场的电能输出稳定，并适应不同的电网条件。
当电网负荷需求大于风电场的发电能力时，有功控制可以提高有功功率的输出，满足电网的供电需求；而当有部分电网负荷由其他发电机组提供时，无功控制可以调节风电场的无功功率，以维持电网的稳定。
其次，有功与无功功率控制系统可以优化风电场的运行效率。
通过精确控制风电机组的转速和桨叶的角度，可以最大程度地捕获风能，并将其转化为有效的电能输出。
另外，通过合理控制风电机组的无功功率输出，可以改善电网的电压和频率稳定性。
风电场有功与无功功率控制系统的原理是基于风电机组控制器的智能化和自动化技术。
风电机组控制器通过对环境参数和电网条件的监测和分析，实时调整风电机组的工作状态和输出功率。
有功功率控制主要是通过调节风轮的桨叶角度和转速来改变风电机组的输出功率；无功功率控制则是通过调节发电机的励磁电流和无功功率因数来改变风电机组的无功功率。
二、风电场有功与无功功率控制系统的数据分析方法为了实现风电场有功与无功功率控制系统的优化，需要进行大量的数据分析和优化方法研究。
以下是一些常用的数据分析方法：1. 数据采集与预处理：首先需要在风电场中安装传感器来采集环境参数、电网条件和风电机组的运行数据。
风力发电系统功率控制策略的优化研究
风力发电系统功率控制策略的优化研究随着环保意识的增强，近年来风力发电已经成为了不少国家重要的新能源发展方向之一，而且这个领域的技术和设备也在不断的得到改进和完善。
然而，在实际利用中，风力发电也存在不少问题，其中之一就是功率控制问题。
这篇文章主要就是针对这个问题，探讨一些优化的方法和策略。
一、背景风力发电的原理是利用风来推动转子旋转，从而带动发电机电动势的变化，最终输出电能。
但是，由于风力是随机的、不稳定的、受环境影响较大的，因此风力发电系统的功率输出也会很不稳定。
这就需要采取一些措施来进行功率控制，保证风力发电系统的安全、稳定和高效。
二、功率控制方法和策略风力发电系统的功率控制一般有两种方法，分别是变桨控制和变频控制。
变桨控制是通过调节桨叶的角度来改变转子的受力情况，从而调整输出功率。
变频控制是通过调节发电机输出电压的频率来控制输出功率的大小。
两者各有优缺点，例如变桨控制比较简单、可靠，但是调节范围较小，容易出现控制滞后；而变频控制的调节范围很大，再加上现代数字化控制器的应用，控制精度很高，但是设备成本较高。
除了变桨控制和变频控制两种比较传统的控制方法外，还有一些其他的方法和策略，例如基于有限状态机的动态功率控制策略，基于人工神经网络的自适应控制策略，等等。
这些方法能够更好地适应复杂的实际环境和劣质的电网负荷情况，提高风力发电系统的响应速度和控制精度。
三、功率控制的应用实例关于功率控制的应用实例，可以参考一些国内外已有的研究成果。
例如，德国某公司的一项研究表明，采用基于模型预测控制的方案，可以大幅提高风力发电系统的效率和电网稳定性。
另外，日本某大学的研究表明，采用基于模糊控制的策略，可以较好地解决风力发电系统输出功率波动大的问题。
总之，对于风力发电系统的功率控制来说，优化方法和策略有很多，要根据实际情况选用合适的控制方案。
整个产业链的各个环节都可能影响到风力发电系统的稳定性和效率，因此，要建立起完整的质量控制体系，不断提高技术水平和管理水平，确保风力发电系统的电力输出能够始终处于安全、稳定和高效状态。
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
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。
风电场有功功率控制综述
风电场有功功率控制综述由于风电具有随机性、波动性和反调峰特性，高比例的风电并入电网会对电力系统的稳定性和安全性造成很大的冲击，因此有必要对风电场有功功率输出进行控制，减少风电功率的波动性，提高输出功率的平滑性。
1．风电场有功功率控制原理风电场有功功率控制系统一般主要由风电场功率控制层、机组群控制层、机组控制层组成图。
风电场有功控制系统的目的是为了使风电场能够根据调度指令调整其有功功率的输出，在一定程度上表现出与常规电源相似的特性，从而参与系统的有功控制。
然而，风电场有功控制能力不等同于风力发电机组控制能力的简单叠加。
为此，利用风力发电机群的统计特性，可以采用两种方式实现此目的：一是将风电场有功控制系统分为风电场控制层、各类机群控制层和机组控制层，依次下达调度指令，完成风电场有功功率控制的任务；二是电网调度中心将指令直接下达给风电机组，各机组调节有功出力，实现有功功率的控制。
2．风电场有功功率的控制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。
若超出本风电场的上限值时，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基于目标函数优化的功率控制基于目标函数优化的有功功率控制策略，通常先确定目标函数以及约束条件，在此基础上建立多目标优化的风电场模型。
在基于目标函数优化的场站级有功功率控制策略中，基于小扰动分析方法分析了限功率运行下风电机组非线性模型的稳定特性，并综合了3个目标，分别是限功率运行状态均衡度、风电场功率目标偏差、总机组启停次数最少，建立了多目标优化模型。
风电场风电机组优化有功功率控制的研究
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。
风能发电场电力系统的功率控制与优化策略
风能发电场电力系统的功率控制与优化策略1. 引言随着环境问题的日益突出以及对传统能源的依赖性的减弱，可再生能源成为人们关注的热点。
其中，风能发电作为一种清洁、可持续的能源形式，受到了广泛的关注和应用。
风能发电场的功率控制与优化策略对于提高电力系统的稳定性和效率具有重要意义。
本文将探讨风能发电场电力系统的功率控制与优化策略。
2. 风能发电场的基本结构风能发电采用风轮机将风能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
风能发电场主要由风轮机、齿轮箱、发电机、变频器以及电网连接组成。
风轮机是风能发电场的核心部件，掌握风轮机的控制和优化策略对于提高电力系统的性能至关重要。
3. 风能发电场功率控制策略风能发电场的功率控制策略主要包括最大功率点跟踪（MPPT）控制和功率限制控制两种。
最大功率点跟踪控制旨在控制风轮机叶片角度，使得风轮机工作在最佳角度下，以达到最大功率输出。
功率限制控制则通过设置功率限制值，限制风轮机的功率输出，以满足电力系统的需求和要求。
4. 风能发电场功率优化策略风能发电场的功率优化策略主要包括布局优化、风轮机控制优化和风能预测优化。
布局优化通过合理规划风轮机的布局、风能发电场的拓扑结构以及风轮机的阵列间距等，以提高风轮机之间的互补性，最大程度地利用风能资源。
风轮机控制优化则通过优化风轮机的控制策略和参数，提高风轮机的功率输出和系统稳定性。
风能预测优化主要通过利用气象数据和机器学习算法等技术手段，对风能资源进行预测和优化，以减少风能波动对电力系统运行的影响。
5. 风能发电场电力系统的稳定性分析风能发电场的稳定性对于保障电力系统的安全运行至关重要。
主要包括风轮机齿轮传动系统的稳定性、风轮机与发电机之间的匹配稳定性以及风能发电场与电力系统之间的协同稳定性等。
通过对风能发电场电力系统的稳定性进行分析，可以找到系统中存在的问题并提出解决方案，以提高电力系统的稳定性和可靠性。
6. 结论风能发电场电力系统的功率控制与优化策略对于提高电力系统的稳定性和效率具有重要意义。
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【摘要】针对风力发电场有功功率控制过程中风力发电机组频繁启停的问题，提出了一种启停风力发电机组最少的风电 场有功降功率控制算法，用于改善风电场输出电力的平稳性，减小对电网的冲击。该算法将风力发电机组按对风电场降功率 调整的贡献能力分为可控机组和不可控机组两类，分别建立了可控机组停机数量模型及降功率分配模型。应用实验表明，该 算法可以保证风力发电场发电有功功率平稳地下降到调度指令或预设的期望输出功率，改善了风力发电机组出现在运行状态 和停机状态之间频繁转换的状况，且减小了风力发电机组的实时有功功率控制的超调量。 关 键 词 有功功率控制; 优化控制; 风电场; 风力发电 中图分类号 TM 761; TM61 文献标识码 A doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2011.06.015
收稿日期：2011 02 22；修回日期：2011 09 02 基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(ZYGX2010J081) 作者简介：邹见效(19678 )，男，主要从事智能信息处理与控制、新能源控制技术方面的研究 .
第6期
邹见效，等: 风电场有功功率控制降功率优化算法
Optimization Algorithm for Wind Farm Active Power Cutback Control
ZOU Jian-xiao , YUAN Yang , HUANG Qi-ping , ZHENG Gang , ZENG Bin , and PENG Chao
(1. School of Automation Engineering, University of Electronic Science and Technology of China 2. Sichuan Dongfang Electric Auto-control Engineering Co. Ltd Deyang Sichuan 3. Yibin Jiangnan Power Supply Bureau of Sichuan Province Yibin Sichuam Chengdu 618000; 644000) 611731;
率下降调整过程的问题。下面讨论的内容选取的是 有功功率控制周期中功率下调的情况。风力发电场 功率控制模型如图1所示。 功率控制算法根据每台风力发电机组的实时功 率和预测功率等信息，把期望的输出功率与公共连 接点(point of common coupling ) Pcc 功率测量值的差 值 P ， 按照既定算法以单台风力发电机组期望输出 功率的形式分配给每台可控机组，让每台可控机组 根据期望输出功率值进行发电，实现风力发电场的 功率控制[7,11]。功率控制周期设定为30 s 。此外，若 期望输出功率值过小(以1.5 MW机组为例， 假定小于 200 kW)， 实时功率的波动性会导致风力发电机组触 发功能故障码而停机，所以功率控制算法规定了一 个最小期望输出功率值，由功率控制算法给定每台 风力发电机组的期望输出功率不能小于该参数值。
883
发电机组发出的实时有功功率占整个风力发电场有 功功率的比例进行分配。目前大多数风力发电场有 功功率控制算法没有考虑要以保证尽量少的风电机 组启停切换为前提，导致在降功率过程中忽略了各 机组本身在放电过程中间歇性、发电能力和运行状 态的差异，因而可能导致风力发电机组出现频繁启 停的问题。 本文提出了一种启停风力发电机组最少的风电 场有功降功率控制算法，用于改善风电场输出电力 的平稳性，减小对电网的冲击，改进有功功率调整 模式下风力发电场有功降功率控制过程中风力发电 机组频繁启停的问题。
P3 பைடு நூலகம்
2) 若 P Punctr Pctrrun ≥ 0 ，则 N 可表示为： P Punctr Pctrrun (7) N 1 ( Pctrreal Pctrrun ) m 令 a P Punctr ， b Pctrreal ， x Pctrrun ，则式 (7) 可变形为： m(b a) (8) N m xb 对式(8)求导可得： m(b a) N (9) ( x b) 2 因为 a 表示可控机组需要降低的功率值， b 表 示可控机组的实时功率总值， 显然， 即N 0 ， ba， 当 x 等于最大值时， 即 Pctrrun N ( x) 为单调递减函数。 等于可控机组实时功率总值与最小期望输出功率总 值的差值时， N 0 且最小。 由此，式(5)、式(6)计算出的可控机组的停机数 量 N 等于最小非负整数，保证了风力发电场各机组 处于最优化的运行状态。 证毕 3) 可控机组降功率计算。 根据已经计算出的可控机组停机数量 N ，选定 N 台可控风力发电机组，对其执行停机操作。 任意一台停机的可控风力发电机组的功率下降 值等于该台风力发电机组的实时功率值，记为： Pc t r si t Pi (10) o p 式中， Pi 为一台风力发电机组的实时功率。任意一 台未停机的可控风力发电机组的功率下降值为： P Pmin Pctrruni (P Punctr NPmin ) u i (11) ( Pj Pmin )
功率预测 有组风速 测量值
1 降功率控制原理
本文研究对象主要是风电场有功功率调整中功
预测 功率
机组的通信、故障、功率等状态信息
风力发电机组 n + 期望输出功率 Pcc 功率 测量值 P 有功 功率 控制 算法 风力发电机组 2 风力发电机组 1 机组控制器
单台风力发 电机组期望 输出功率
图1
884
电 子 科 技 大 学 学 报
n1
第 40 卷
P 1
P
i 1
1i
(1)
式中， n1 为故障停机风力发电机组的数量； P 为一 1i 台风力发电机组的实时功率值。低预测功率风力发 电机组在下一控制周期的期望功率下降值等于该类 风力发电机组实时功率值与下一控制周期预测功率 值之差，记为：
2 降功率控制算法
功率控制算法为：1) 风力发电机组分组处理， 其算法策略为将全体风力发电机组分为可控机组和 不可控机组， 并计算每台不可控机组的功率下降值； 2) 计算可控机组在最优运行策略下的停机数量 N ； 3) 计算每台可控风力发电机组的功率下降值。 1) 风力发电机组分组处理。 把风力发电场的风力发电机组分为可控机组和 不可控机组两类。可控机组是受降功率控制算法调 度的风力发电机组， 能够参照期望输出功率值发电；
P2
(P
i 1
n2
2 i
P ai2v a)i l
(2)
式中， n2 为低预测功率风力发电机组的数量； P2i 和 分别表示一台风力发电机组的实时功率值和预 P2avail i 测功率值。低实时功率风力发电机组在下一控制周 期的期望功率升高值等于该类风力发电机组最小期 望输出功率值与实时功率值之差，记为：
不可控机组是不受降功率控制算法调度的风力发电 机组，所降低的功率不受期望输出功率值支配。其 中，可控机组为未发生停机故障，下一控制周期的 预测功率值和实施功率值都大于或等于最小期望输 出功率值的风力发电机组。不可控机组包括故障停 机风力发电机组、低预测功率风力发电机组和低实 时功率风力发电机组3类。 故障停机风力发电机组是 发生停机故障的风力发电机组；低预测功率风力发 电机组是下一控制周期的预测功率值小于最小期望 输出功率值的风力发电机组；低实时功率风力发电 机组是预测功率值大于或等于最小期望输出功率 值，并且实时功率值小于最小期望输出功率值的风 力发电机组。 在一个降功率控制周期中，故障停机风力发电 机组将会完全停止运行。故障停机风力发电机组在 下一控制周期的期望功率下降值等于该类风力发电 机组实时功率之和，记为：
1 1 3 1 2 1
Abstract Aiming to the undesirable switching between running and stop state during the process of active power cutback according to the demands of grid operators or preset value, an active power dispatching algorithm is presented in this paper, which can smooth the wind farm output power and impulse on grid. The wind turbines are divided into two categories of controllable and uncontrollable based on their adjustable margins to the whole active power decreasing adjustment. The models for stopping sets and power dispatching are proposed. The application results indicate that the power dispatching algorithm can make the active power decreasing process accurate and smooth with less wind turbines switching between running and stopping, and reduce the real active power overshoot of wind turbines. Key words active power control; optimal control; wind farm; wind turbine 风电已具有与传统常规电源发电竞争的潜力， 是目前最具有开发利用价值和技术最成熟的一种新 能源和可再生能源[1-2]。大规模风电并网后，由于风 电场输出功率的随机性与波动性，电力系统调度和 电能质量都面临新的问题[3-5]。风力发电场有功功率 控制算法的研究对电力系统调度和电能质量的保证 具有重要意义。 在执行电网调度下达或是预设功率调整命令过 程中，可能导致风电场风力发电机组出现频繁启停 的情况。而风电机的并网和脱网将给电网带来一定 的冲击，影响电力质量，大规模的启停甚至将影响 电网的安全性。在执行降功率调整的过程中，最有 可能造成风电机组在停止和启动状态之间的来回切 换。文献[6]提出一种分层式的风力发电场有功功率 控制算法，在降低功率控制调整分配过程中未考虑 风力发电机组降低功率的能力因素。文献[7-9]的风 力发电场有功功率控制方法在降低功率的过程中， 将期望降低的功率平均分配给每台风力发电机组， 有功功率控制误差相对较大。 文献[10]的有功功率控 制算法将风力发电场期望降低的功率根据每台风力