一种优化风电场AGC调节品质的分配系统和方法与流程

一种优化风电场agc调节品质的分配系统和方法
技术领域
1.本发明属于风电厂监控自动化领域，尤其是一种优化风电场agc调节品质的分配系统和方法。


背景技术：

2.风电场配置自动发电控制(agc)系统提高电网电能质量，保障电网运行安全性、稳定性，解决了风力发电的间歇性与不确定性等问题。
3.agc依据接收到的全站负荷调节目标值，通过有功控制算法得到当前可调设备(风机群、储能装置等)的目标有功，然后通过有功闭环控制实现全站负荷的调节。
4.现有技术中，agc有功分配策略主要有按调节容量分配、按调节裕度分配和平均分配等，但现有技术存在如下缺陷：
5.当agc系统接收的全站负荷目标变化幅值较小时，全站有功指令增量分布于多台风电机组，可能使风电机组的有功分配增量小于自身的有功调节死区而不执行有功调节。
6.上述问题会导致全站负荷调节指令无法快速准确响应，最终造成agc调节不合格，agc无法达到控制目标。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本发明提出一种优化风电场agc调节品质的分配系统和方法，基于小负荷分配，可以避免负荷调节受风机有功调节死区影响，优化风电场agc有功调节品质。
8.本发明的技术方案具体如下：
9.一种优化风电场agc调节品质的分配系统，包括分配单元；分配单元根据agc接收的负荷调节指令大小，判断本次调节是否为小负荷调节；
10.若执行有功小负荷调节策略，分配单元依据风机群内各台风电机组的功能投退情况及运行工况，判断相应风机是否参与小负荷分配计算；
11.分配单元依据参与分配风电机组调节裕度趋近原则，进行有功小负荷分配，使各风电机组避免受有功调节死区影响，正确响应有功调节指令优化agc调节品质。
12.进一步地，当agc接收的负荷调节指令满足式(1)式时，执行非小负荷分配策略，否则执行小负荷分配策略：
13.|δp|＞p
set
(1)
14.δp—全站有功调节指令增量；
15.p
set
—有功小负荷分配门槛值。
16.进一步地，对风机群内所有风电机组是否可参与有功小负荷分配进行逻辑判断，具体如下：
17.分配单元首先判断风机相应的状态信号：
18.①
风机与风机群监控系统、风机群监控系统与agc子站通讯是否正常；
19.②
风机有功测量是否正常；
20.③
风机有无故障发生；
21.④
风机是否在检修态；
22.以上四条全部满足时，输出风机agc投入允许信号，此时若agc功能投入，则依据风机当前工况判断是否参与分配计算：
23.当小负荷指令增时，若该风机不在有功增闭锁状态则可参与小负荷分配计算；
24.当小负荷指令减时，若该风机不在有功减闭锁状态则可参与小负荷分配计算。
25.进一步地，风机群内风机fi的调节裕度p
xi
为：
26.负荷指令增时：p
xi
＝|p
imax-pi|(2)
27.负荷指令减时：p
xi
＝|p
i-p
imin
|(3)
28.p
xi
—风机fi的有功调节裕度；
29.p
imax
—风机fi的有功出力上限；
30.p
imin
—风机fi的有功出力下限；
31.pi—风机fi的当前有功实发值；
32.设单次小负荷调节指令参与分配计算的风机为n台，拟分配风机为f
1*
,其调节裕度满足式(4)，若结果有多台风机调节裕度相同则任选其一：
[0033][0034]
根据获得的拟分配风机进行判断：若则将小负荷指令增量全部分配给风机f
1*
；若则去除当前拟分配风机后继续应用式(4)方法依次增加拟分配风机数量，直至满足此时将小负荷指令增量按各拟分配风机f
1*
...f
i*
的有功调节裕度比例分配。
[0035]
本发明还涉及的一种优化风电场agc调节品质的分配方法，包括如下步骤：
[0036]
步骤(1)根据agc接收的负荷调节指令大小，判断本次调节是否为小负荷调节；
[0037]
步骤(2)若执行有功小负荷调节策略，依据风机群内各台风电机组的功能投退情况及运行工况，判断相应风机是否参与小负荷分配计算；
[0038]
步骤(3)依据参与分配风电机组调节裕度趋近原则，进行有功小负荷分配，使各风电机组避免受有功调节死区影响，正确响应有功调节指令优化agc调节品质。
[0039]
进一步地，步骤(1)中，当agc接收的负荷调节指令满足式(1)式时，执行非小负荷分配策略，否则执行小负荷分配策略：
[0040]
|δp|＞p
set
(1)
[0041]
δp—全站有功调节指令增量；
[0042]
p
set
—有功小负荷分配门槛值。
[0043]
进一步地，步骤(2)中，对风机群内所有风电机组是否可参与有功小负荷分配进行逻辑判断：
[0044]
首先判断风机相应的状态信号：
[0045]
①
风机与风机群监控系统、风机群监控系统与agc子站通讯是否正常；
[0046]
②
风机有功测量是否正常；
[0047]
③
风机有无故障发生；
[0048]
④
风机是否在检修态；
[0049]
以上四条全部满足时，输出风机agc投入允许信号，此时若agc功能投入，则依据风机当前工况判断是否参与分配计算：
[0050]
当小负荷指令增时，若该风机不在有功增闭锁状态则可参与小负荷分配计算；
[0051]
当小负荷指令减时，若该风机不在有功减闭锁状态则可参与小负荷分配计算。
[0052]
进一步地，步骤(3)中，风机群内风机fi的调节裕度p
xi
为：
[0053]
负荷指令增时：p
xi
＝|p
imax-pi|(2)
[0054]
负荷指令减时：p
xi
＝|p
i-p
imin
|(3)
[0055]
p
xi
—风机fi的有功调节裕度；
[0056]
p
imax
—风机fi的有功出力上限；
[0057]
p
imin
—风机fi的有功出力下限；
[0058]
pi—风机fi的当前有功实发值。
[0059]
设单次小负荷调节指令参与分配计算的风机为n台，拟分配风机为f
1*
,其调节裕度满足式(4)，若结果有多台风机调节裕度相同则任选其一：
[0060][0061]
根据获得的拟分配风机进行判断：若则将小负荷指令增量全部分配给风机f
1*
；若则去除当前拟分配风机后继续应用式(4)方法依次增加拟分配风机数量，直至满足此时将小负荷指令增量按各拟分配风机f
1*
...f
i*
的有功调节裕度比例分配。
[0062]
本发明还涉及的一种电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0063]
本发明还涉及的一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上述方法的步骤。
[0064]
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
[0065]
本发明在传统agc分配策略基础上设计有功小负荷分配策略，通过逻辑判断将小负荷指令分配到单台或几台风机上，以避免负荷调节受风机有功调节死区影响，优化风电场agc有功调节品质。本发明解决目前风电场agc在负荷调节量较小时调节品质不达标的问题。
附图说明
[0066]
图1是执行实施例方法的流程图；
[0067]
图2是实施例中风机参与有功小负荷分配逻辑判断的框图；
[0068]
图3是本实施例的系统的框图。
具体实施方式
[0069]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
[0070]
如图1所示，本实施例的基于风机群优化风电场agc有功小负荷分配方法，实施的平台为风电场风机群监控系统及agc子站，包括下列步骤：
[0071]
步骤(1)根据agc下发的负荷调节指令大小，判断本次调节是否为小负荷调节。
[0072]
当agc接收的负荷调节指令满足式(1)式时，执行非小负荷分配策略，否则执行小负荷分配策略：
[0073]
|δp|＞p
set
(1)
[0074]
δp—全站有功调节指令增量；
[0075]
p
set
—有功小负荷分配门槛值。
[0076]
步骤(2)若执行有功小负荷调节策略，依据风机群内各台风电机组的功能投退情况及运行工况，判断相应风机是否参与小负荷分配计算：
[0077]
对风机群内所有风电机组是否可参与有功小负荷分配进行逻辑判断，如图2所示。
[0078]
首先判断风机相应的状态信号：
[0079]
①
风机与风机群监控系统、风机群监控系统与agc子站通讯正常；
[0080]
②
风机有功测量正常；
[0081]
③
风机无故障发生；
[0082]
④
风机不在检修态。
[0083]
以上四条全部满足时输出风机agc投入允许信号，此时若agc功能投入，则依据风机当前工况判断是否参与分配计算：当小负荷指令增时，若该风机不在有功增闭锁状态则可参与小负荷分配计算；当小负荷指令减时，若该风机不在有功减闭锁状态则可参与小负荷分配计算。
[0084]
步骤(3)依据参与分配风电机组调节裕度趋近原则，进行有功小负荷分配，使各风电机组避免受有功调节死区影响，正确响应有功调节指令优化agc调节品质。
[0085]
风机群内风机fi的调节裕度p
xi
为：
[0086]
负荷指令增时：p
xi
＝|p
imax-pi|(2)
[0087]
负荷指令减时：p
xi
＝|p
i-p
imin
|(3)
[0088]
p
xi
—风机fi的有功调节裕度；
[0089]
p
imax
—风机fi的有功出力上限；
[0090]
p
imin
—风机fi的有功出力下限；
[0091]
pi—风机fi的当前有功实发值。
[0092]
设单次小负荷调节指令参与分配计算的风机为n台，拟分配风机为f
1*
,其调节裕度满足式(4)，若结果有多台风机调节裕度相同则任选其一：
[0093]
[0094]
根据获得的拟分配风机进行判断：若则将小负荷指令增量全部分配给风机f
1*
；若则去除当前拟分配风机后继续应用式(4)方法依次增加拟分配风机数量，直至满足此时将小负荷指令增量按各拟分配风机f
1*
...f
i*
的有功调节裕度比例分配。
[0095]
如图3所示，实施上述方法，本实施例的优化风电场agc调节品质的分配系统，包括采集器、处理器、存储器、显示器和输入端，采集器采集agc系统下发的全站负荷调节指令，处理器接收采集器指令，将预先设定的有功小负荷分配门槛值进行比较，判断是否执行风机群有功小负荷分配策略；依据站内风机群内各台风电机组状态信号反馈，判断相应机组是否参与有功小负荷分配；依据参与小负荷分配的各风电机组当前工况，进行有功小负荷分配，按上述的方法进行，使得各风电机组有功出力不受机组有功调节死区影响，正确响应有功调节指令最终达到目标有功出力。
[0096]
存储器存储相应的信息，显示器和输入端可以是现有的带按键的显示屏或者触屏。
[0097]
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0098]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。
[0099]
在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
[0100]
计算机指令可以存储在可读存储介质中，或者从一个可读存储介质向另一个可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，光介质(例如，dvd)、或者半导体介质等。
[0101]
可选的，本技术实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述所示实施例的方法。
[0102]
可选的，本技术实施例还提供一种运行指令的芯片，所述芯片用于执行上述所示实施例的方法。
[0103]
本技术实施例还提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在存储介质中，至少一个处理器可以从所述存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序时可实现上述实施例的方法。
[0104]
可以理解的是，在本技术的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术的实施例的
实施过程构成任何限定。
[0105]
进行控制策略方案实施后的优化调整与试运行，试运行中各控制逻辑动作均正确，调节效果达标后可正式投入运行。
[0106]
作为具体应用实例：
[0107]
设定小负荷分配门槛值p
set
＝0.6mw。
[0108]
风电场一风机群内有9台双馈风机f1,f2...f9，单机最大有功输出为2.0mw，有功调节死区为0.2mw。其中风机f1处于故障状态、f2通信中断、f5、f6未投入agc，不参与分配计算；
[0109]
(一)agc系统响应全站负荷增指令，其有功分配值为δp＝0.4mw，风机f3、f4处于有功增闭锁状态，不参与分配计算。
[0110]
传统平均分配策略：将δp平均分配至机组f7、f8、f9，每台机组分配0.13mw，小于单机有功调节死区，影响调节品质；
[0111]
小负荷分配策略；参与分配机组f7、f8、f9有功可调裕度分别为p
x7
＝0.7mw,p
x8
＝1.0mw,p
x9
＝0.5mw，则拟分配风机有功可调裕度由于将δp分配至风机f8，可正确动作。
[0112]
(二)agc系统响应全站负荷减指令，其有功分配值为δp＝-0.5mw，风机f3、f4处于有功减闭锁状态，不参与分配计算。
[0113]
传统平均分配策略：将δp平均分配至机组f7、f8、f9，每台机组分配-0.16mw，小于单机有功调节死区，影响调节品质；
[0114]
小负荷分配策略；参与分配机组f7、f8、f9有功可调裕度分别为p
x7
＝0.4mw,p
x8
＝0.4mw,p
x9
＝0.3mw，则拟分配风机有功可调裕度则拟分配风机有功可调裕度由于将δp按可调裕度比例分配至风机f7和f8，风机f7分配值为-0.25mw，风机f8分配值为-0.25mw，可正确动作。
[0115]
可见，本发明通过逻辑判断将小负荷指令分配到单台或几台风机上，以避免负荷调节受风机有功调节死区影响，优化风电场agc有功调节品质，能够解决目前风电场agc在负荷调节量较小时调节品质不达标的问题。
[0116]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。