本發(fā)明涉及多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率優(yōu)化，具體而言，涉及基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法。
背景技術(shù)：
1、隨著風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中的占比不斷提高，多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電的場(chǎng)景逐漸增多。
2、由于各機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)不同，導(dǎo)致同一風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的多個(gè)機(jī)組輸出功率存在不同的疲勞程度、波動(dòng)和不均衡。若缺乏有效的協(xié)同調(diào)控方法，可能會(huì)引發(fā)風(fēng)電場(chǎng)整體功率偏差或波動(dòng)過(guò)大、部分機(jī)組過(guò)載運(yùn)行或疲勞引發(fā)故障等問(wèn)題，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
3、因此，亟需對(duì)多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)既能保證總體更平穩(wěn)的風(fēng)電場(chǎng)整體功率，又能兼顧每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的健康運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其既能保證總體更平穩(wěn)的風(fēng)電場(chǎng)整體功率，又能兼顧每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的健康運(yùn)行。
2、本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，包括以下步驟：
4、分別獲取各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的在上一時(shí)間周期的實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；
5、獲取下一時(shí)間周期的功率波動(dòng)約束；
6、基于實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組、運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)和功率波動(dòng)約束為各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分配初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)權(quán)重代表該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在下一時(shí)間周期的功率相對(duì)目標(biāo)總功率的占比；
7、根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在截止當(dāng)前的連續(xù)多個(gè)時(shí)間周期的歷史的動(dòng)態(tài)權(quán)重對(duì)初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重進(jìn)行疲勞修正。
8、優(yōu)選地，所述基于實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組、目標(biāo)總功率和功率波動(dòng)約束為各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分配初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重的方法為：
9、根據(jù)所述實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)；
10、根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的健康評(píng)價(jià)參數(shù)；
11、根據(jù)所述波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)、所述健康評(píng)價(jià)參數(shù)和所述功率波動(dòng)約束為各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分配所述初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重。
12、優(yōu)選地，根據(jù)所述實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)的方法為：
13、獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在上一時(shí)間周期的動(dòng)態(tài)權(quán)重，以及上一時(shí)間周期的目標(biāo)總功率，計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在上一時(shí)間周期的理想功率：
14、；
15、其中，和分別為第k個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在上一時(shí)間周期t-1的理想功率和動(dòng)態(tài)權(quán)重，t為下一時(shí)間周期，為上一時(shí)間周期的目標(biāo)總功率，k為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總數(shù)；
16、獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)：
17、；
18、其中，為第k個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)，為第k個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的在上一時(shí)間周期t-1的實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組中的第n個(gè)參數(shù)，n為一個(gè)實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組中的參數(shù)總數(shù)。
19、優(yōu)選地，所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)繞組溫度和塔架振幅。
20、優(yōu)選地，根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述健康評(píng)價(jià)參數(shù)的方法為：
21、；
22、其中，為第k個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述健康評(píng)價(jià)參數(shù)，和分別為第k個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的在上一時(shí)間周期t-1的所述發(fā)電機(jī)繞組溫度和所述塔架振幅，和分別為預(yù)設(shè)的溫度閾值和振幅閾值，max為求最大值的函數(shù)，k為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總數(shù)。
23、優(yōu)選地，根據(jù)所述波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)、所述健康評(píng)價(jià)參數(shù)和所述功率波動(dòng)約束為各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分配所述初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重的方法為：
24、；
25、；
26、其中，為第k個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在下一時(shí)間周期t的初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重，為中間參數(shù)，和分別為第k個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)和所述健康評(píng)價(jià)參數(shù)，為所述功率波動(dòng)約束，k為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總數(shù)，為第k個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在上一時(shí)間周期t-1的動(dòng)態(tài)權(quán)重。
27、優(yōu)選地，所述根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在截止當(dāng)前的連續(xù)多個(gè)時(shí)間周期的歷史的動(dòng)態(tài)權(quán)重對(duì)初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重進(jìn)行疲勞修正的方法為：
28、根據(jù)連續(xù)多個(gè)時(shí)間周期的歷史的動(dòng)態(tài)權(quán)重和下一時(shí)間周期的初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重篩選待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；
29、若不存在待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組則結(jié)束修正，否則執(zhí)行以下操作：
30、獲取待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)量m，從其余所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中篩選m個(gè)待增加動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；
31、基于待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和待增加動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行疲勞修正。
32、優(yōu)選地，所述篩選待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的方法為：
33、獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組連續(xù)多個(gè)時(shí)間周期的歷史的動(dòng)態(tài)權(quán)重的平均值，若平均值和下一時(shí)間周期的初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重均大于預(yù)設(shè)權(quán)重閾值，則將該所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選為待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
34、優(yōu)選地，從其余所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中篩選m個(gè)待增加動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的方法為：
35、獲取其余所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，連續(xù)多個(gè)時(shí)間周期的歷史的動(dòng)態(tài)權(quán)重的平均值和下一時(shí)間周期的初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重均不大于預(yù)設(shè)權(quán)重閾值的所有所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，形成第一候選組；
36、將所述第一候選組的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重從高到低進(jìn)行排序，并選取排序后的前m位作為待增加動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
37、優(yōu)選地，所述基于待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和待增加動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行疲勞修正的方法為：
38、將待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照連續(xù)多個(gè)時(shí)間周期的歷史的動(dòng)態(tài)權(quán)重從大到小的順序進(jìn)行排序，形成第一序列；
39、將待增加動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照下一時(shí)間周期的初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重從大到小的順序進(jìn)行排序，形成第二序列；
40、將第一序列中的第u個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與第二序列中的第v個(gè)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重進(jìn)行交換，u+v=m+1。
41、本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
42、本發(fā)明通過(guò)引入動(dòng)態(tài)權(quán)重分配機(jī)制，能夠根據(jù)機(jī)組實(shí)時(shí)功率時(shí)序和運(yùn)行狀態(tài)對(duì)發(fā)電功率進(jìn)行自適應(yīng)分配，提升了功率分配的靈活性和適應(yīng)性，進(jìn)而使得發(fā)電功率的分配更符合實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，從而提升風(fēng)電場(chǎng)整體發(fā)電效率；
43、本發(fā)明在功率分配過(guò)程中參考了功率波動(dòng)約束，提高風(fēng)電功率的平穩(wěn)性，降低對(duì)電網(wǎng)頻率和電壓的沖擊；
44、本發(fā)明通過(guò)引入針對(duì)各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的疲勞修正機(jī)制，能夠在保證輸出功率的同時(shí)，減少單機(jī)過(guò)度運(yùn)行和疲勞損傷，延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命；
45、本發(fā)明既可以保證功率穩(wěn)定，又可以通過(guò)疲勞修正降低機(jī)組的長(zhǎng)期不均衡負(fù)荷，兼顧電網(wǎng)運(yùn)行安全與設(shè)備壽命經(jīng)濟(jì)性。
1.基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，所述基于實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組、目標(biāo)總功率和功率波動(dòng)約束為各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分配初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重的方法為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，根據(jù)所述實(shí)時(shí)功率時(shí)序數(shù)組計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)的方法為：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)繞組溫度和塔架振幅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所述健康評(píng)價(jià)參數(shù)的方法為：
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，根據(jù)所述波動(dòng)評(píng)價(jià)參數(shù)、所述健康評(píng)價(jià)參數(shù)和所述功率波動(dòng)約束為各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分配所述初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重的方法為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，所述根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在截止當(dāng)前的連續(xù)多個(gè)時(shí)間周期的歷史的動(dòng)態(tài)權(quán)重對(duì)初始的動(dòng)態(tài)權(quán)重進(jìn)行疲勞修正的方法為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，所述篩選待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的方法為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，從其余所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中篩選m個(gè)待增加動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的方法為：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于動(dòng)態(tài)權(quán)重分配的多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組協(xié)同發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)控方法，其特征在于，所述基于待減小動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和待增加動(dòng)態(tài)權(quán)重的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行疲勞修正的方法為：