以風電場經濟運行為目標的有功優化控制

張寶龍

摘要：近些年來，由于各種因素的影響，“棄風限電”的形勢愈發的嚴峻，基于此，作為風電場就要對現有經營模式進行優化，并且還要實現經濟運行。從客觀的角度來說，風電場經濟運行技術是一種具有技術性質的解決目前風電場經濟問題的方案，也就是使風電場在滿足各項經濟指標的前提下，全面提升風電場的發電量，盡最大可能降低風電場的損耗。基于此，為了能夠使風電場的經濟運行能夠達到理想化的狀態，本文就以風電場經濟運行為目標的有功優化控制進行相關的敘述以及分析，希望能夠對相關單位有所幫助。

關鍵詞：風電場;經濟運行;有功優化控制

引言：經過大量的實踐發現，在眾多風電場經濟優化控制策略過程中，所提出的AGC調頻研究重點在于滿足電網的需求，但是并沒有對風電場的實際情況進行著重考慮，這就極易出現大面積棄風的現象，除此之外，最常用的儲能裝置雖然對風電場的頻率來說具有一定的限制，但是目前我國的儲能技術仍然處于發展中狀態，尚且不夠成熟，也就不能夠得到廣泛的應用。基于此，為了能夠使風電場能夠達到理想中經濟運行的目的，下文主要對風電場有功功率的控制要求進行分析，后提出相關的解決策略，其中以分功頻率以及降頻率為主要改善方式。

一、關于風電場有功功率的控制要求

由于風電場具有功率不穩定的特性，并且變化幅度較大，因此作為風電場的AGC部分應能夠滿足風電場的調度需求。除此之外，風電場的有功功率還要對調度曲線指令進行快速有效的跟蹤，并且還要盡可能的將調度誤差控制在最小范圍之內，要求相應時間（T）以及功率的閾值能夠滿足風電場功率調度的需求以及要求，風電場理想有功功率與實際有功功率的偏差應小于所設定的閾值，并且計算功率都是以相應的時間（T）為單位【1】，一般情況下，省級電力公司對有功功率誤差的要求在百分之三以內，基于此，本文也以此作為參考。

二、風電場有功功率控制的相關策略

本文所設計風電場有功功率控制主要分為三個模塊，首先是對風電場中機組的信息進行搜集，并且根據相關要求完成對機組的分類;其次是對風電場當前的機組功率以及相應的調度差值進行測定，后以此為根據對功率分配的過程進行判斷;最后按照所得數據以及機組的優先狀態來對功率進行相應的分配，下文對該種邏輯分配策略進行相關的敘述以及分析。

1.根據機組狀態對機組進行分類

從客觀的角度來說，對風電場的機組進行精準的分類，能夠在很大程度上提升風電場機組的工作效率以及質量，經過大量的數據調查分析發現，目前在風電場機組分類這方面主要可以分為五類，其中故障類機組以及標桿類機組由風電場進行預先設定，其他三類機組以相應的運行數據為依據進行優先排序，并且在分類的過程中需要注意，一種機組只能夠劃分到某一類中，不能夠進行多次重復劃分【2】。其中標桿機組的含義為：在相近的兩個周期內，機組的功率保持在最大值，并且該種機組不參與功率調節;在運機組的含義為：正在進行周期運行的機組能夠對下一個周期的運行功率做出升或者是降的調節;可以啟動機組的含義為：在該周期處于停止運行的狀態，并且機組機艙內的風速已經達到了切入風速的姿態，但是在下一周期能夠馬上投入到運行過程中;必須啟動機組的含義為：機組在該周期處于停機并且臨界的狀態，為了能夠保證機組的正常運行，必須在下一周期進行啟動的機組;故障機組的含義為：機組在該周期內處于停機狀態，并且在下一個周期運行過程中仍然報故障信號【3】，主要指的是無法正常啟動的機組。并且在各類機組運行的過程中要對各種信號進行密切的關注，這樣才能夠對機組進行準確的分類，信號主要有三種，一是標桿機組信號，二是故障以及溫度信號，三是機組的實時信號功率，其中標桿機組信號為人為設定，其他信號均有專業的系統進行設定。

2.根據機組狀態判斷優先級

如果想要達到理想中風電場經濟模型運行的狀態，就要滿足機組運行的各種需求，根據機組狀態來判斷優先級，使機組的收益能夠達到最大化的狀態。一般情況下，風電場中的各個機組的規格以及各項參數基本相同，造成機組之間出現功率差異的主要在于各機組進行功率傳輸的距離不同，也就產生了不同的功率損耗，基于此，為了能夠使機組運行功率能夠達到最大值，就要根據各個機組的情況來判斷其優先級別，從而排列機組的運行順序。經過大量的實踐與計算發現，影響機組功率的主要因素有入網電價【4】、距離以及啟動以及停止機組運行的次數。對機組進行升降排序，排列在前面的機組所分擔功率最多，以此減少，這樣就能夠使風電場獲得最大的經濟效益。

3.有功功率分配的相關策略

在有功功率分配這方面主要分為兩種調節模式。一是當需要進行調節的功率大于零時，要進行升功率的調節，首先對標桿機組以及必須調節機組進行升功率調節，其次提升在運機組的運行功率;二是當需要進行調節的功率小于零時，要進行降功率的調節，首先將在運機組的功率降低到最低值【5】，但是需要注意的是要保持在運機組的運行，其次將標桿機組全部停止運行，以達到降低機組系統的運行功率。

為了能夠使風電場達到理想中經濟運行狀態，實行具體的策略主要分為三步，一是根據機組的各項信號數據來對機組進行分類;二是以入網電價以及機組的網損狀態來對其優先級別進行判斷;三是通過相應的功率調動指令對整個機組系統實行降功率或者是升功率的調節。

結束語

時代是不斷發展和變化的，風電場要想在激烈的競爭環境中取得優勢，就要隨著時代潮流的改變而轉變自身的經濟運行模式。總而言之，如果想要使風電場在滿足各項經濟指標的前提下，全面提升風電場的發電量，降低風電場的損耗，就要實行相應的優化策略，這樣才能夠使風電場達到理想中的經濟運行狀態。

參考文獻：

[1]劉鐘淇[1] 買晢旭[2] 孫浩[1] 馮江哲[1]. 以風電場經濟運行為目標的有功優化控制[J]. 風力發電， 2017：6.

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[3]何侃. 基于多目標的大規模風電場并網有功動態優化調度策略研究[D].

[4]賀貫舉. 大型風電場自動發電控制及優化策略研究[D].

[5]張曉航. 基于多智能體的風電場自動發電控制研究[D]. 2016.