基于机组动态风速信息的风电场有功控制策略

Ｊ ａ ｎ ． ， ２ ０息 的风 电场 有 功 控 制 策 略
赵洪 山，刘 兴杰 ，李 聪
（ 华 北电力大学 新 能源电力系统 国家重点实验 室 ，河北 保定 ０ ７ １ ０ ０ ３ ）
摘要 ：风 能具有随机 性和 间歇性 ，规模化风 电并 网对 电网安全运行 带来 了严 峻挑 战，风 电场有功功 率控 制 为重要应 对措 施之一。提 出了一种基 于所处风速 区间进 行机组 动态分类 的风 电场有功控 制策略 ，该方
识 和 解 决 风 电 场 的特 殊 困 难 发 挥 了 积 极 作 用 。但
０ 引 言
上 述 所 提 出 的 风 电场 有 功 控 制 策 略 主 要 从 电 网 侧
考 虑 ，着 重 兼 顾 了 Ａ Ｇ Ｃ系 统 、潮 流 、负 荷 和 调 频
风 能 的随 机 性 和 间 歇 性 决 定 了风 电场 不 稳 定 等 角 度 ，改 善 风 电场 外 部 运 行 条 件 ，但 不 能 从 根
由 于风 电场 有 功 功 率 控 制 的 重 要 性 ， 目前 各 将 期 望 降低 的 功率 平 均分 配 给 每 台风 力 发 电机 组 。 国学 者 对 风 电 场 有 功 功 率 控 制 策 略 进 行 了一 定 的 文献 ［ １ ３ ］提 出以降低有功 分配 的分配误 差为 目 研 究 工 作 。文 献 ［ ２］ 提 出 一 种 分 层 式 的 风 电 场 标 ，按 风 力 发 电 机 组 容 量 比例 分 配 的 风 电 场 有 功 有 功 功 率 控 制 策 略 ；文 献 ［ ３］ 采 用 基 于 分 组 的 分 配策 略 。 以上 风 电 场 有 功 功 率 控 制 策 略都 没 有
按 要 求 进 行 调 节 的 控 制 策 略 ，是 风 电场 有 功 控 制 研 究 首 先 要 解 决 的 问 题 。
针 对 这 些 问 题 ，部 分 文 献 从 风 电 场 本 身 开 展 了 一定 的 研 究 。 文 献 ［ １ １ ，１ ２ ］ 提 出风 电场 有 功 平 均分 配 策 略 ，在 其 降 低 功 率 的 过 程 中 ，都 只 是
法首先根据 风力发 电机组 的所 处风速 区间和最大发 电能力等信 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分配模型，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 了仿真 测试 ，结果 表 明 了控
化 做 出 相 应 的调 整 ，则 风 电 机 组 现 有 的 发 电 能 力 有 功 控 制 策 略 的 研 究 仍 较 少 ，而 后 者 对 风 电场 运
不 足 以 跟 踪 风 电 场 功 率 的 波 动 。 制 定 既 可 与 风 电 行 频 率 等 电能 质 量 的 改 善 更 具 有 实 现 意 义 。 机 组 发 电 能 力 相 匹 配 、 又 可 实 现 风 电场 有 功 功 率
两 种 风 电系 统 有 功 功 率 控 制 策 略 。这 些 工 作 对 认
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２— ０ ７— ２ ２ 。
基 于 以上 风 电 场 有 功 功 率 控 制 策 略 如 功 率 平
基 金项 目：中央高校基本科研业务 费专项资金资助 （ １ ２ Ｚ Ｘ １ ９ ） 。
平 均 控 制 策 略 ；文 献 ［ ４，５ ］ 采 用 馈 线 潮 流 分 配 考 虑 风 力 发 电 机 组 处 于 的 风 速 状 态 为 前 提 ，导 致
控 制 策 略 ；文 献 ［ ６ ，７ ］ 都 采 用 了有 功 负 荷 分 配 在 功 率 控 制 过 程 中 ，忽 略 了 各 机 组 本 身 在 放 电过 策 略 ；文 献 ［ ８ ］ 采 用 非 风 电 机 组 参 与 发 电 计 划 程 中 间歇 性 、 发 电 能 力 和 运 行 状 态 的 差 异 ， 因而 再 更 正 的风 电系 统 有 功 调 度 的二 层 结 构 调 控 策 略 。 导 致 了风 力 发 电 机 组 出 现 调 节 能 力 达 不 到 运 行 指 文献 ［ ９，１ ０ ］ 从 兼 顾 了 系 统 调 频 的 角 度 给 出 了 令 的 问题 。
的有 功 输 出 特 性 ，必 然 会 给 规 模 化 风 电 并 网 带 来 本 上 改 善 风 电 场 有 功 输 出 ；通 过 风 电 场 自身 协 调 新 的挑战¨ ］ 。若 风 电 机 组 运 行 方 式 不 能 随 风 速 变 控 制 以改 善 风 电 场 有 功 输 出 ，仅 针 对 风 电 场 侧 的
Ｎ鞋 Ｗ 鞋 Ｎ ＧＹＴＥｅ Ｋ０Ｌ ＯＧｙ
第２ ９卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 １ 月
电 力
科
学
与
工
程
Ｖ ｏ １ ． ２ ９， Ｎ ｏ ． １
９
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ￣ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
制策略 的可行性 和有效性。 关键词 ：风 电场 有功控 制 ；风速 区间；分配模型 ；加权 因子 中图分类号 ：Ｔ Ｍ６ １ ４ 文献标识码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ０ ７ ９ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ０ ２ ’
作 者 简 介 ：赵 洪 山 （ １ ９ ６ ５一 ） ，男 ，教 授 ，主 要 从 事 电 力 系 统 分 析 、运 行 与 控 制 的 研 究 。通 信 作 者 ：李 聪 ，Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ：
１ ５ ４ ６ ８ ０ ４ ８ ０ ７ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
黝Ｅ ！ Ｗ Ｅ ： 蒜敝铝Ｖ ｉ 兰 Ｇ料粕０ｎ （ 》