以風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為目標(biāo)的有功優(yōu)化控制

張寶龍

摘要：近些年來，由于各種因素的影響，“棄風(fēng)限電”的形勢(shì)愈發(fā)的嚴(yán)峻，基于此，作為風(fēng)電場(chǎng)就要對(duì)現(xiàn)有經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)行優(yōu)化，并且還要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。從客觀的角度來說，風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)是一種具有技術(shù)性質(zhì)的解決目前風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)問題的方案，也就是使風(fēng)電場(chǎng)在滿足各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的前提下，全面提升風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量，盡最大可能降低風(fēng)電場(chǎng)的損耗。基于此，為了能夠使風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能夠達(dá)到理想化的狀態(tài)，本文就以風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為目標(biāo)的有功優(yōu)化控制進(jìn)行相關(guān)的敘述以及分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)單位有所幫助。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng);經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;有功優(yōu)化控制

引言：經(jīng)過大量的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在眾多風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化控制策略過程中，所提出的AGC調(diào)頻研究重點(diǎn)在于滿足電網(wǎng)的需求，但是并沒有對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行著重考慮，這就極易出現(xiàn)大面積棄風(fēng)的現(xiàn)象，除此之外，最常用的儲(chǔ)能裝置雖然對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的頻率來說具有一定的限制，但是目前我國(guó)的儲(chǔ)能技術(shù)仍然處于發(fā)展中狀態(tài)，尚且不夠成熟，也就不能夠得到廣泛的應(yīng)用?；诖?，為了能夠使風(fēng)電場(chǎng)能夠達(dá)到理想中經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，下文主要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)有功功率的控制要求進(jìn)行分析，后提出相關(guān)的解決策略，其中以分功頻率以及降頻率為主要改善方式。

一、關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)有功功率的控制要求

由于風(fēng)電場(chǎng)具有功率不穩(wěn)定的特性，并且變化幅度較大，因此作為風(fēng)電場(chǎng)的AGC部分應(yīng)能夠滿足風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)度需求。除此之外，風(fēng)電場(chǎng)的有功功率還要對(duì)調(diào)度曲線指令進(jìn)行快速有效的跟蹤，并且還要盡可能的將調(diào)度誤差控制在最小范圍之內(nèi)，要求相應(yīng)時(shí)間（T）以及功率的閾值能夠滿足風(fēng)電場(chǎng)功率調(diào)度的需求以及要求，風(fēng)電場(chǎng)理想有功功率與實(shí)際有功功率的偏差應(yīng)小于所設(shè)定的閾值，并且計(jì)算功率都是以相應(yīng)的時(shí)間（T）為單位【1】，一般情況下，省級(jí)電力公司對(duì)有功功率誤差的要求在百分之三以內(nèi)，基于此，本文也以此作為參考。

二、風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制的相關(guān)策略

本文所設(shè)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制主要分為三個(gè)模塊，首先是對(duì)風(fēng)電場(chǎng)中機(jī)組的信息進(jìn)行搜集，并且根據(jù)相關(guān)要求完成對(duì)機(jī)組的分類;其次是對(duì)風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前的機(jī)組功率以及相應(yīng)的調(diào)度差值進(jìn)行測(cè)定，后以此為根據(jù)對(duì)功率分配的過程進(jìn)行判斷;最后按照所得數(shù)據(jù)以及機(jī)組的優(yōu)先狀態(tài)來對(duì)功率進(jìn)行相應(yīng)的分配，下文對(duì)該種邏輯分配策略進(jìn)行相關(guān)的敘述以及分析。

1.根據(jù)機(jī)組狀態(tài)對(duì)機(jī)組進(jìn)行分類

從客觀的角度來說，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組進(jìn)行精準(zhǔn)的分類，能夠在很大程度上提升風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的工作效率以及質(zhì)量，經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，目前在風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組分類這方面主要可以分為五類，其中故障類機(jī)組以及標(biāo)桿類機(jī)組由風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，其他三類機(jī)組以相應(yīng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)先排序，并且在分類的過程中需要注意，一種機(jī)組只能夠劃分到某一類中，不能夠進(jìn)行多次重復(fù)劃分【2】。其中標(biāo)桿機(jī)組的含義為：在相近的兩個(gè)周期內(nèi)，機(jī)組的功率保持在最大值，并且該種機(jī)組不參與功率調(diào)節(jié);在運(yùn)機(jī)組的含義為：正在進(jìn)行周期運(yùn)行的機(jī)組能夠?qū)ο乱粋€(gè)周期的運(yùn)行功率做出升或者是降的調(diào)節(jié);可以啟動(dòng)機(jī)組的含義為：在該周期處于停止運(yùn)行的狀態(tài)，并且機(jī)組機(jī)艙內(nèi)的風(fēng)速已經(jīng)達(dá)到了切入風(fēng)速的姿態(tài)，但是在下一周期能夠馬上投入到運(yùn)行過程中;必須啟動(dòng)機(jī)組的含義為：機(jī)組在該周期處于停機(jī)并且臨界的狀態(tài)，為了能夠保證機(jī)組的正常運(yùn)行，必須在下一周期進(jìn)行啟動(dòng)的機(jī)組;故障機(jī)組的含義為：機(jī)組在該周期內(nèi)處于停機(jī)狀態(tài)，并且在下一個(gè)周期運(yùn)行過程中仍然報(bào)故障信號(hào)【3】，主要指的是無法正常啟動(dòng)的機(jī)組。并且在各類機(jī)組運(yùn)行的過程中要對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行密切的關(guān)注，這樣才能夠?qū)C(jī)組進(jìn)行準(zhǔn)確的分類，信號(hào)主要有三種，一是標(biāo)桿機(jī)組信號(hào)，二是故障以及溫度信號(hào)，三是機(jī)組的實(shí)時(shí)信號(hào)功率，其中標(biāo)桿機(jī)組信號(hào)為人為設(shè)定，其他信號(hào)均有專業(yè)的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定。

2.根據(jù)機(jī)組狀態(tài)判斷優(yōu)先級(jí)

如果想要達(dá)到理想中風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模型運(yùn)行的狀態(tài)，就要滿足機(jī)組運(yùn)行的各種需求，根據(jù)機(jī)組狀態(tài)來判斷優(yōu)先級(jí)，使機(jī)組的收益能夠達(dá)到最大化的狀態(tài)。一般情況下，風(fēng)電場(chǎng)中的各個(gè)機(jī)組的規(guī)格以及各項(xiàng)參數(shù)基本相同，造成機(jī)組之間出現(xiàn)功率差異的主要在于各機(jī)組進(jìn)行功率傳輸?shù)木嚯x不同，也就產(chǎn)生了不同的功率損耗，基于此，為了能夠使機(jī)組運(yùn)行功率能夠達(dá)到最大值，就要根據(jù)各個(gè)機(jī)組的情況來判斷其優(yōu)先級(jí)別，從而排列機(jī)組的運(yùn)行順序。經(jīng)過大量的實(shí)踐與計(jì)算發(fā)現(xiàn)，影響機(jī)組功率的主要因素有入網(wǎng)電價(jià)【4】、距離以及啟動(dòng)以及停止機(jī)組運(yùn)行的次數(shù)。對(duì)機(jī)組進(jìn)行升降排序，排列在前面的機(jī)組所分擔(dān)功率最多，以此減少，這樣就能夠使風(fēng)電場(chǎng)獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.有功功率分配的相關(guān)策略

在有功功率分配這方面主要分為兩種調(diào)節(jié)模式。一是當(dāng)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的功率大于零時(shí)，要進(jìn)行升功率的調(diào)節(jié)，首先對(duì)標(biāo)桿機(jī)組以及必須調(diào)節(jié)機(jī)組進(jìn)行升功率調(diào)節(jié)，其次提升在運(yùn)機(jī)組的運(yùn)行功率;二是當(dāng)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的功率小于零時(shí)，要進(jìn)行降功率的調(diào)節(jié)，首先將在運(yùn)機(jī)組的功率降低到最低值【5】，但是需要注意的是要保持在運(yùn)機(jī)組的運(yùn)行，其次將標(biāo)桿機(jī)組全部停止運(yùn)行，以達(dá)到降低機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行功率。

為了能夠使風(fēng)電場(chǎng)達(dá)到理想中經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)行具體的策略主要分為三步，一是根據(jù)機(jī)組的各項(xiàng)信號(hào)數(shù)據(jù)來對(duì)機(jī)組進(jìn)行分類;二是以入網(wǎng)電價(jià)以及機(jī)組的網(wǎng)損狀態(tài)來對(duì)其優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行判斷;三是通過相應(yīng)的功率調(diào)動(dòng)指令對(duì)整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)實(shí)行降功率或者是升功率的調(diào)節(jié)。

結(jié)束語

時(shí)代是不斷發(fā)展和變化的，風(fēng)電場(chǎng)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中取得優(yōu)勢(shì)，就要隨著時(shí)代潮流的改變而轉(zhuǎn)變自身的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。總而言之，如果想要使風(fēng)電場(chǎng)在滿足各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的前提下，全面提升風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量，降低風(fēng)電場(chǎng)的損耗，就要實(shí)行相應(yīng)的優(yōu)化策略，這樣才能夠使風(fēng)電場(chǎng)達(dá)到理想中的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鐘淇[1] 買晢旭[2] 孫浩[1] 馮江哲[1]. 以風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為目標(biāo)的有功優(yōu)化控制[J]. 風(fēng)力發(fā)電， 2017：6.

[2]李林. 風(fēng)電場(chǎng)有功功率優(yōu)化控制研究[D]. 上海電機(jī)學(xué)院， 2017.

[3]何侃. 基于多目標(biāo)的大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)有功動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度策略研究[D].

[4]賀貫舉. 大型風(fēng)電場(chǎng)自動(dòng)發(fā)電控制及優(yōu)化策略研究[D].

[5]張曉航. 基于多智能體的風(fēng)電場(chǎng)自動(dòng)發(fā)電控制研究[D]. 2016.