一種風電場輸出功率控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風電場控制技術領域，具體為一種風電場輸出功率控制系統，屬于風力發電技術領域。
【背景技術】
[0002]風是一種具備綠色、清潔等特點的可再生能源，將在世界范圍內得到更廣泛的利用。風電場是人類發明的一種工具。風電場利用風能并結合一系列發電機器從而發到用風發電的目的。在大規模風力發電時，風電的不確定性和間歇性產生的風電波動功率給電網帶來的沖擊增大，給電能質量、穩定性和發電控制等方面帶來很大的挑戰。風速隨機波動性導致風功率無法實現精確預測，風電有功波動功率是風電輸出有功功率預測值與實際風電功率值的誤差，這部分合理誤差值呈現較大范圍的波動，給電力系統規劃和運行帶來挑戰。為了最大程度獲取自然風能，風力發電通常采用最大功率捕獲風能的運行模式。因此，在接入電網的過程中，由于風速的無規則波動性，電力系統必須及時消納風電產生的波動功率，即對風電場的輸出功率進行有效的調節。
[0003]而目前的風電場輸出功率控制系統雖然結構比較簡單，但是其控制效果有限，輸出功率的控制反應較慢，儲能效果不理想，影響風力發電設備的性能，因此，如何提高一種高性能的風電場輸出功率的控制系統，是人們一直研究的問題。
[0004]基于以上技術問題，本發明提供了一種風電場輸出功率控制系統，通過設置風電集群控制主設備，能夠實現風電集群內風電場、分散機組的統一調度與監控，并且在充分利用電網接納風電能力的同時提高集群運行的經濟性，解決目前風電分散控制導致的資源浪費、協調困難等問題，采用儲能補償器，并將超級電容器組連接電壓調節環控制器、均壓環控制器和電流環控制器，能夠高效、快速實時的對風電場的輸出功率進行控制。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種結構和使用簡單、合理，成本低，工藝簡單，性能穩定的一種風電場輸出功率控制系統。
[0006]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:一種風電場輸出功率控制系統，其包括多臺風機控制器、風電場控制執行器、風電集群控制主設備、風電調度中心設備和儲能補償器，其特征在于，其中，所述的風機控制器與所述風電場控制執行器進行信息交互，所述風電場控制執行器與所述風電集群控制主設備連接，所述風電調度中心設備與所述風電集群控制主設備連接，所述風機控制器上還連接有所述儲能補償器。
[0007]進一步，作為優選，所述風電集群控制主設備包括風電信息采集器、風電集群有功調度器和風電集群無功調度器，其中，所述風電信息采集器負責實現將集群所轄區域內風電場和分散風電機組運行數據進行收集與上傳給所述風電場控制執行器，并將綜合指令和文件下發與傳輸給所述風電集群有功調度器和風電集群無功調度器，同時，以風電集群作為一個整體的形態發送給風電調度中心設備，為智能調度提供基礎信息；所述風電集群有功調度器包括集群預調度模塊和集群實時調度模塊，所述集群預調度模塊根據風電調度中心設備發送的預備調度計劃曲線，按照對應時間點獲取控制指令，對控制指令進行跟蹤與預調度；所述集群實時調度模塊負責將所述風電調度中心設備下發的控制指令，按照實際控制周期對控制指令進行跟蹤與實時調度；所述儲能補償器包括LC濾波器、超級電容器組、雙向DC-DC變換器、電壓調節環控制器、均壓環控制器和電流環控制器，其中，所述LC濾波器連接設置在所述超級電容器組的兩端，所述超級電容器組連接有所述雙向DC-DC變換器，所述超級電容器組行還連接有所述電壓調節環控制器、均壓環控制器和電流環控制器，其中，所述電流環控制器采用比例積分控制策略，所述均壓環控制器采用雙閉環解耦控制策略，所述電壓調節環控制器負責對超級電容組的電壓進行調節，且在所述超級電容組處于儲能狀態時，當超級電容組的最大電壓大于設定的最大參考電壓時，所述電壓調節器負飽和，輸出最小值，并對所述風電場控制執行器進行信息反饋，當超級電容組的電壓小于設定的最大參考電壓時，所述電壓調節器正飽和，輸出最大值并相應的對所述風電場控制執行器進行信息反饋，在所述超級電容組處于釋能狀態時，當超級電容組的電壓小于設定的最小參考電壓時，電壓調節器正飽和，輸出最大值并相應的對所述風電場控制執行器進行信息反饋，當超級電容的最小電壓大于最小參考電壓時所述電壓調節器負飽和，輸出最小值并相應的對所述風電場控制執行器進行信息反饋。
[0008]進一步，作為優選，本發明還包括能量存儲設備，所述能量存儲設備為一個或者多個電池。
[0009]進一步，作為優選，本發明還包括風力測量設備和風速測量設備，所述風力測量設備和風速測量設備均與所述風機控制器通信連接。
[0010]進一步，作為優選，本發明還包括風機無功補償設備和風機有功補償設備，所述風機無功補償設備和風機有功補償設備均與所述風電場控制執行器連接。
[0011]進一步，作為優選，風機有功補償設備采用多目標多約束法模型進行有功補償，該多目標多約束法模型的目標為風機有功輸出出力最大且聯絡線損耗最小，約束集合為避免風電機組頻繁啟停。
[0012]本發明的有益效果在于:
[0013]本發明提供的一種風電場輸出功率控制系統，通過設置風電集群控制主設備，能夠實現風電集群內風電場、分散機組的統一調度與監控，并且在充分利用電網接納風電能力的同時提高集群運行的經濟性，解決目前風電分散控制導致的資源浪費、協調困難等問題，采用儲能補償器，并將超級電容器組連接電壓調節環控制器、均壓環控制器和電流環控制器，能夠高效、快速實時的對風電場的輸出功率進行控制。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的一種風電場輸出功率控制系統的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖來對本發明進行詳細的描繪。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發明，它們不應該理解成對本發明的限制。
[0016]如圖1所示，本發明提供一種風電場輸出功率控制系統，其包括多臺風機控制器、風電場控制執行器、風電集群控制主設備、風電調度中心設備和儲能補償器，其特征在于，其中，所述的風機控制器與所述風電場控制執行器進行信息交互，所述風電場控制執行器與所述風電集群控制主設備連接，所述風電調度中心設備與所述風電集群控制主設備連接，所述風機控制器上還連接有所述儲能補償器。
[0017]在本實施例中，所述風電集群控制主設備包括風電信息采集器、風電集群有功調度器和風電集群無功調度器，其中，所述風電信息采集器負責實現將集群所轄區域內風電場和分散風電機組運行數據進行收集與上傳給所述風電場控制執行器，并將綜合指令和文件下發與傳輸給所述風電集群有功調度器和風電集群無功調度器，同時，以風電集群作為一個整體的形態發送給風電調度中心設備，為智能調度提供基礎信息；所述風電集群有功調度器包括集群預調度模塊和集群實時調度模塊，所述集