本發(fā)明涉及對具有典型風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場系統(tǒng)建模和優(yōu)化控制技術(shù)，基于機(jī)組級風(fēng)功率預(yù)測和風(fēng)電場級優(yōu)化調(diào)度方法，模擬風(fēng)電場場自動(dòng)發(fā)電控制過程，屬于能源動(dòng)力和電氣控制交叉的新能源發(fā)電領(lǐng)域內(nèi)容。
背景技術(shù)：
：：能源和環(huán)境問題已成為當(dāng)今世界人類面臨的首要問題，風(fēng)能作為可再生能源中最具開發(fā)潛力的能源形式，引起了各國政府的高度重視并紛紛加大了對風(fēng)力發(fā)電的投資力度，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。近年來，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，風(fēng)電場的裝機(jī)比例大幅增多，風(fēng)電滲透率不斷增加。但由于風(fēng)能資源的間歇性和不確定性，以及風(fēng)力發(fā)電的反調(diào)峰特性，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成一定影響。同時(shí)，我國電力需求放緩、風(fēng)電本地消納不足。以及部分地區(qū)配套電網(wǎng)建設(shè)與風(fēng)電建設(shè)不協(xié)調(diào)等原因，使得棄風(fēng)限電現(xiàn)象嚴(yán)重。根據(jù)國家能源局發(fā)布的2015風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，2015年風(fēng)電新增裝機(jī)容量達(dá)3297萬千瓦，創(chuàng)歷史新高，但平均利用小時(shí)數(shù)同比下降，棄風(fēng)限電形勢加劇，全年棄風(fēng)電量339億千瓦時(shí)，平均棄風(fēng)率達(dá)15％，其中內(nèi)蒙古、甘肅、新疆等地棄風(fēng)現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。當(dāng)前，如何提高電網(wǎng)的風(fēng)電滲透率以及減少棄風(fēng)是我國風(fēng)電行業(yè)面臨的主要問題，解決途徑主要從兩方面入手：一是要增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻能力；二是要著力于改善風(fēng)電質(zhì)量，增強(qiáng)風(fēng)電的可調(diào)性和可控性。國內(nèi)外不少學(xué)者對含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)有功功率控制問題進(jìn)行了研究，但普遍是以整個(gè)風(fēng)電場或風(fēng)電場群作為調(diào)控對象，在風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行后電網(wǎng)不干涉風(fēng)電出力，通過調(diào)節(jié)常規(guī)能源機(jī)組、預(yù)留旋轉(zhuǎn)備用容量、增加風(fēng)電場儲能設(shè)備等方式來平衡風(fēng)電場的出力波動(dòng)。這些方法沒有考慮到電力系統(tǒng)調(diào)峰能力的限制，還會增加額外的經(jīng)濟(jì)投入，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。未來風(fēng)電在電力需求中的比重將逐漸增大，因此，必須進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)電場的自動(dòng)發(fā)電控制功能，要求風(fēng)電場能夠像火電、水電一樣，能都根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度指令調(diào)整場內(nèi)機(jī)組出力，保證整場輸出功率維持在給定水平，從根本上提高電網(wǎng)的風(fēng)電接入能力，推進(jìn)風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展的進(jìn)程。為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制，國內(nèi)外學(xué)者對風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組優(yōu)化調(diào)度算法展開了研究，但受制于現(xiàn)場測試費(fèi)用昂貴、安全性無法保證等原因，本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)搭建的一套以功率預(yù)測和風(fēng)電機(jī)組仿真模型為基礎(chǔ)的風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制仿真平臺，可以直觀的觀測風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)以輔助風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組優(yōu)化調(diào)度算法的開發(fā)，減少運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和開發(fā)周期。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：針對
背景技術(shù)：
：分析中現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明提供一種風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)仿真平臺構(gòu)建方法，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組優(yōu)化調(diào)度算法的驗(yàn)算、風(fēng)功率預(yù)算法有效性的判斷和風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的模擬。技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)測試平臺，包括：風(fēng)功率預(yù)測測試子系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫模塊、風(fēng)功率預(yù)測算法與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換端口模塊、風(fēng)功率預(yù)測算法設(shè)置模塊和預(yù)測結(jié)果顯示分析模塊，使風(fēng)功率預(yù)測算法模塊與該子系統(tǒng)連接后可得到風(fēng)功率預(yù)測測試結(jié)果；風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度子系統(tǒng)，包括電網(wǎng)調(diào)度指令設(shè)置模塊、風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果讀取模塊、優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)設(shè)置模塊、優(yōu)化算法設(shè)置模塊和優(yōu)化結(jié)果存儲分析模塊，使優(yōu)化調(diào)度算法模塊能得到仿真結(jié)果；風(fēng)電場全過程仿真子系統(tǒng)，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)仿真模型機(jī)，修改控制回路，采取先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速再變槳的限功率控制策略，建立可限功率運(yùn)行的風(fēng)電場仿真模型，并能夠自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)庫中的風(fēng)速、功率分配指令，并進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，應(yīng)用MATLAB結(jié)果圖形顯示功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測每臺機(jī)組風(fēng)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、槳距角、發(fā)電機(jī)功率和發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電壓電流的變化情況；數(shù)據(jù)庫通訊子系統(tǒng)，基于MYSQL數(shù)據(jù)庫軟件，建立中心數(shù)據(jù)庫以作為其他三個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換中心，設(shè)置數(shù)據(jù)輸入輸出端口，以聯(lián)合三個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體仿真。有益效果：本仿真平臺綜合了風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)、風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、風(fēng)電場仿真系統(tǒng)，并加入了限功率控制方法，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制模擬仿真，可以演示任何工況下各臺風(fēng)機(jī)的狀態(tài)參數(shù)和演變過程，同時(shí)實(shí)時(shí)演示每臺風(fēng)機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、槳距角、轉(zhuǎn)矩、葉片扭矩等物理量的變化情況。本發(fā)明可以為風(fēng)力發(fā)電研究提供一個(gè)系統(tǒng)而全面的操作平臺，在該操作平臺上，以風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)為基礎(chǔ)，可以試驗(yàn)不同優(yōu)化調(diào)度策略的效果，為風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制方面研究提供一個(gè)清晰而又高效的試驗(yàn)方法。附圖說明圖1是風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)流程。圖2是風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)測試平臺硬件構(gòu)成示意圖。圖3是風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性曲線與控制策略示意圖。圖4是風(fēng)電機(jī)組單機(jī)功率控制圖。圖5是風(fēng)電機(jī)組單機(jī)控制流程圖。圖6是風(fēng)電場電氣主接線圖。圖7是風(fēng)電機(jī)組單機(jī)仿真模型圖。圖8為數(shù)據(jù)庫風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果圖。圖9為數(shù)據(jù)庫風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)圖。圖10為數(shù)據(jù)庫機(jī)組功率分配指令圖。圖11為風(fēng)電場運(yùn)行仿真結(jié)果數(shù)據(jù)庫存儲圖。圖12a至圖12d為風(fēng)電場各機(jī)組功率輸出曲線圖。圖13為風(fēng)電場總體功率輸出曲線圖。圖14為4號風(fēng)機(jī)功率輸出曲線圖。圖15a至圖15d分別為4號風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、槳距角、轉(zhuǎn)矩、電流圖。圖16為2號風(fēng)機(jī)功率輸出曲線圖。圖17a至圖17d分別為2號風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、槳距角、轉(zhuǎn)矩、電流圖。圖18為風(fēng)電場仿真模型圖。具體實(shí)施方法本發(fā)明公開了一種風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)測試平臺，它是基于MATLAB軟件和MYSQL數(shù)據(jù)庫軟件，主要針對含1.5兆瓦風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場而建立了風(fēng)力發(fā)電場全過程自動(dòng)發(fā)電控制仿真平臺。如圖1和圖2所示，該仿真平臺主要由風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)、風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、風(fēng)電場仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫通訊系統(tǒng)組成：風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)用以預(yù)測風(fēng)電場各風(fēng)機(jī)功率；優(yōu)化調(diào)度模塊根據(jù)限電網(wǎng)對風(fēng)電場的調(diào)度指令和機(jī)組預(yù)測功率，對場內(nèi)每臺機(jī)組分配風(fēng)機(jī)調(diào)控指令；風(fēng)電場仿真系統(tǒng)模擬風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組運(yùn)行特性，數(shù)據(jù)庫通訊系統(tǒng)負(fù)責(zé)幾個(gè)模塊的數(shù)據(jù)通信。應(yīng)用該仿真平臺測試風(fēng)功率預(yù)測方法與風(fēng)電場功率調(diào)度算法的有效性，為風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制方法提供研究平臺，節(jié)約測試成本，提高研究效率。具體地，本發(fā)明針對含1.5兆瓦風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場而建立了風(fēng)力發(fā)電場全過程自動(dòng)發(fā)電控制仿真平臺。具體內(nèi)容包括：風(fēng)功率預(yù)測測試子系統(tǒng)：根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理建立的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫模塊、風(fēng)功率預(yù)測算法與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換端口模塊、風(fēng)功率預(yù)測算法設(shè)置模塊、預(yù)測結(jié)果顯示分析模塊等，使風(fēng)功率預(yù)測算法程序與該子系統(tǒng)簡單連接即可快速簡便得到風(fēng)功率預(yù)測測試結(jié)果。風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度子系統(tǒng)：電網(wǎng)調(diào)度指令設(shè)置模塊、風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果讀取模塊、優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)設(shè)置模塊、優(yōu)化算法設(shè)置模塊、優(yōu)化結(jié)果存儲分析模塊等，使優(yōu)化調(diào)度算法程序能快速簡便得到仿真結(jié)果。風(fēng)電場全過程仿真子系統(tǒng)：根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)仿真模型機(jī)，修改控制回路，采取先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速再變槳的限功率控制策略，忽略風(fēng)電場內(nèi)集電線路損耗等情況，建立可以限功率運(yùn)行的風(fēng)電場仿真模型，并能夠自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)庫中的風(fēng)速、功率分配指令，并進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，應(yīng)用MATLAB結(jié)果圖形顯示功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測每臺機(jī)組風(fēng)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、槳距角、發(fā)電機(jī)功率、發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電壓電流等物理量的變化情況。數(shù)據(jù)庫通訊子系統(tǒng)：基于MYSQL數(shù)據(jù)庫軟件，建立中心數(shù)據(jù)庫以作為其他三個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換中心，設(shè)置數(shù)據(jù)輸入輸出端口，以聯(lián)合三個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體仿真。在某一實(shí)施例中，風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)測試平臺建立了風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電運(yùn)行全過程的模型和測試接口，以四臺計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，每臺計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行，可以計(jì)算多種工況下不同風(fēng)功率預(yù)測算法和優(yōu)化調(diào)度算法的風(fēng)電場運(yùn)行仿真結(jié)果，演示每臺風(fēng)機(jī)的狀態(tài)參數(shù)和演變過程。應(yīng)用該仿真平臺測試風(fēng)功率預(yù)測方法與風(fēng)電場功率調(diào)度算法的有效性，為風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)開發(fā)提供研究平臺，節(jié)約測試成本，提高研究效率。一、整個(gè)系統(tǒng)包括四個(gè)子系統(tǒng)，具體內(nèi)容為：風(fēng)功率預(yù)測測試子系統(tǒng)：根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理建立的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫模塊、風(fēng)功率預(yù)測算法與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換端口模塊、風(fēng)功率預(yù)測算法設(shè)置模塊、預(yù)測結(jié)果顯示分析模塊等，使風(fēng)功率預(yù)測算法程序與該子系統(tǒng)簡單連接即可快速簡便得到風(fēng)功率預(yù)測測試結(jié)果。風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度子系統(tǒng)：電網(wǎng)調(diào)度指令設(shè)置模塊、風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果讀取模塊、優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)設(shè)置模塊、優(yōu)化算法設(shè)置模塊、優(yōu)化結(jié)果存儲分析模塊等，使優(yōu)化調(diào)度算法程序能快速簡便得到仿真結(jié)果。風(fēng)電場全過程仿真子系統(tǒng)：根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)仿真模型機(jī)，修改控制回路，采取先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速再變槳的限功率控制策略，忽略風(fēng)電場內(nèi)集電線路損耗等情況，建立可以限功率運(yùn)行的風(fēng)電場仿真模型，并能夠自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)庫中的風(fēng)速、功率分配指令，并進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，應(yīng)用MATLAB結(jié)果圖形顯示功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測每臺機(jī)組風(fēng)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、槳距角、發(fā)電機(jī)功率、發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子電壓電流等物理量的變化情況。數(shù)據(jù)庫通訊子系統(tǒng)：基于MYSQL數(shù)據(jù)庫軟件，建立中心數(shù)據(jù)庫以作為其他三個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換中心，設(shè)置數(shù)據(jù)輸入輸出端口，以聯(lián)合三個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體仿真。二、整個(gè)系統(tǒng)的建立主要步驟如下：1.建立中心數(shù)據(jù)庫，名稱為windfarm_agc，通過操作系統(tǒng)命令，獲取中心數(shù)據(jù)庫臺式機(jī)IP地址、用戶名稱、用戶密碼等信息；在數(shù)據(jù)庫中建立表格，用以存儲風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)、風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、風(fēng)電場仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)；2.從風(fēng)電場獲取風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的長時(shí)期歷史數(shù)據(jù)和中尺度數(shù)據(jù)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并將處理后數(shù)據(jù)置入數(shù)據(jù)庫中存儲，編寫Matlab讀取和寫入Mysql數(shù)據(jù)的代碼文件；3.讀取Mysql數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為matlab的變量數(shù)據(jù)，采用一定的方法建立相關(guān)參數(shù)對風(fēng)功率的預(yù)測模型，獲得每臺機(jī)組未來一段時(shí)間內(nèi)的功率預(yù)測數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)返回?cái)?shù)據(jù)庫存儲，本發(fā)明演示以徑向基函數(shù)方法為例；4.讀取Mysql數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為matlab的變量數(shù)據(jù)，設(shè)置優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)，根據(jù)風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度算法計(jì)算每臺風(fēng)電機(jī)組的控制指令，將控制指令數(shù)據(jù)返回?cái)?shù)據(jù)庫存儲，本文以比例分配方法為例。5.以S-functions文件方式編寫Matlab/Simulink讀取和寫入數(shù)據(jù)到Mysql的代碼文件，其中從數(shù)據(jù)庫讀取的離散數(shù)據(jù)作為周期內(nèi)的平均值變換為仿真的隨時(shí)間變化的連續(xù)信號，；即近似階躍信號的連續(xù)信號，以時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)值作為寫入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)值。6.讀取每臺機(jī)組的控制指令數(shù)據(jù)，在Matlab/Simulink搭建的風(fēng)電場仿真模型上運(yùn)行仿真，將運(yùn)行特性參數(shù)和仿真結(jié)果返回?cái)?shù)據(jù)庫存儲，同時(shí)Matlab中以圖表方式顯示運(yùn)行結(jié)果。1.建立中心數(shù)據(jù)庫訪問MYSQL的官方網(wǎng)站(http://mysql.com/),下載并安裝MYSQL數(shù)據(jù)庫軟件和MYSQL_Workbench圖形管理工具。配置數(shù)據(jù)庫，并設(shè)置數(shù)據(jù)庫名稱：root密碼：123456獲取本機(jī)IP?；趙indows系統(tǒng)，在開始菜單——選擇運(yùn)行——輸入“cmd”,在彈出的命窗口輸入命令：ipconfig/all，讀取本機(jī)IP；建立用戶數(shù)據(jù)庫并添加相應(yīng)表。在MYSQL中創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫windform_agc，并運(yùn)行matlab中的table_creat.m文件建立表，其表格名稱與功能如表1所示，表1數(shù)據(jù)庫表格名稱與功能對照表表格名稱功能表格名稱功能V_speed歷史風(fēng)速數(shù)據(jù)V_direction歷史風(fēng)向數(shù)據(jù)P_history歷史功率數(shù)據(jù)P_command電網(wǎng)調(diào)度指令P_forecast預(yù)測功率數(shù)據(jù)S機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)V_real實(shí)際運(yùn)行風(fēng)速P_ref機(jī)組分配指令P_real實(shí)際運(yùn)行功率舉例P_ref表格結(jié)構(gòu)如表2所示。表2表格結(jié)構(gòu)TimeStamp1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#datetimefloatfloatfloatfloatfloatfloatfloatfloatfloatfloat2.建立風(fēng)功率預(yù)測樣本數(shù)據(jù)庫a)針對風(fēng)電場采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行代表年選取，數(shù)據(jù)時(shí)間間隔確定與處理。b)判斷數(shù)據(jù)有效性。選擇風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)功率作為風(fēng)功率預(yù)測相關(guān)物理量，其中，風(fēng)速要求在0～40m/s，風(fēng)向要求在0～360°，功率要求在裝機(jī)容量范圍內(nèi)，以此確定選用的數(shù)據(jù)段。c)數(shù)據(jù)補(bǔ)全。當(dāng)風(fēng)速風(fēng)向等存在數(shù)據(jù)缺失時(shí)，占數(shù)據(jù)段1％以內(nèi)的缺失數(shù)據(jù)可選取相鄰前后時(shí)刻的數(shù)據(jù)求平均值進(jìn)行補(bǔ)全，超過數(shù)據(jù)段1％的缺失數(shù)據(jù)則選取相鄰前后天同時(shí)刻的數(shù)據(jù)求取平均值進(jìn)行補(bǔ)全。d)針對中尺度數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。選取測風(fēng)塔附近4個(gè)網(wǎng)格中心的中尺度數(shù)據(jù)，分析測風(fēng)塔數(shù)據(jù)與中尺度數(shù)據(jù)選取處理后的數(shù)據(jù)相關(guān)關(guān)系，對測風(fēng)塔實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。e)數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。Excel格式的數(shù)據(jù)塊拷貝到到一個(gè)新建的表格工作薄，然后“另存為”－》“文本文件(制表符分割)(*.txt)”，保存到“D:\data.txt”這個(gè)位置里。然后使用命令：loaddatalocalinfile'D:\data.txt'intotableexceltomysqlfieldsterminatedby'\t'；將excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入MYSQL。風(fēng)速值導(dǎo)入V_speed表、風(fēng)向值導(dǎo)入V_direction表、功率值導(dǎo)入P_history表。3.Matlab與MYSQL建立連接a)采用jbdc方法驅(qū)動(dòng)Matlab軟件連接數(shù)據(jù)庫：將mysql-connector-java-5.1.7-bin.jar文件拷貝到MATLAB\R2009a\java\jar\toolbox，到......\MATLAB\R2009a\toolbox\local目錄下，找到classpath.txt文件，打開，并添加用來加載mysql的jdbc驅(qū)動(dòng)語句：$matlabroot/java/jar/toolbox/mysql-connector-java-5.1.7-bin.jarb)驅(qū)動(dòng)程序安裝成功后，接來下要是matlab連接mysql數(shù)據(jù)庫的代碼：conn＝database('databasename','username','password','driver','databaseurl')連接成功后，返回連接對象。在matlab工作空間中查詢conn變量，變量的AutoCommit值為“on”則表明連接成功。4.以徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)為例預(yù)測功率a)徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)，徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)(Radialbasisfunctionnetwork，RBF)是一種前饋式、以徑向基函數(shù)為核心的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、學(xué)習(xí)收斂速度快使RBF網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛的應(yīng)用，作為簡單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，將其作為風(fēng)功率預(yù)測子系統(tǒng)的測試算法使用，具體細(xì)節(jié)不再闡述。b)數(shù)據(jù)歸一化處理。采用線性函數(shù)對每組數(shù)據(jù)組進(jìn)行轉(zhuǎn)換，公式如下：b＝(a-maxa)/(maxa-mina)，其中，a、b分別為轉(zhuǎn)換前、后的值，maxa、mina分別為樣本的最大值和最小值，以消除數(shù)據(jù)量綱的影響，避免某輸入量所占權(quán)重過大的現(xiàn)象。c)數(shù)據(jù)從MYSQL讀入Matlab，采用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本，并對目標(biāo)時(shí)刻的功率進(jìn)行預(yù)測，循環(huán)預(yù)測獲得直至風(fēng)電場每臺機(jī)組的預(yù)測功率，并將預(yù)測功率數(shù)據(jù)導(dǎo)入MYSQL保存至表P_forecast。5.風(fēng)電場功率優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)a)綜合化的機(jī)組疲勞系數(shù)：某風(fēng)電機(jī)組i在t時(shí)刻的機(jī)組疲勞系數(shù)可定義為：其中，F(xiàn)pi(t0)為機(jī)組在t0時(shí)刻的疲勞系數(shù)；對輸出功率積分的部分表示繼續(xù)發(fā)電導(dǎo)致的工作疲勞；最后一部分表示紊流導(dǎo)致的疲勞。Pi(t)是機(jī)組t時(shí)刻的輸出有功功率；Pirate為機(jī)組額定功率；Tiser為機(jī)組的設(shè)計(jì)使用壽命，一般為20年；Mirep為該機(jī)組的維護(hù)補(bǔ)償系數(shù)，一般取0到1之間的值；Ddis為風(fēng)電場紊流疲勞當(dāng)量系數(shù)；Iieff(t)為機(jī)組在t時(shí)刻的有效紊流強(qiáng)度，可由公式2確定：其中，Iia(t)是風(fēng)電機(jī)組i在t時(shí)刻的環(huán)境風(fēng)紊流強(qiáng)度，Iiw(t)是尾流紊流強(qiáng)度。vi(t)是該機(jī)組t時(shí)刻輪轂高度處的風(fēng)速，Iref是輪轂高度處風(fēng)速為15m/s時(shí)的紊流強(qiáng)度基準(zhǔn)值，復(fù)雜地形風(fēng)電場中一般取0.16，Si為該機(jī)組的風(fēng)輪掃掠面積，CiT(t)為機(jī)組此時(shí)的推力系數(shù)，根據(jù)葉素動(dòng)量理論，推力系數(shù)與風(fēng)能利用系數(shù)存在一定關(guān)系：其中，Cip(t)為機(jī)組在t時(shí)刻的風(fēng)能利用系數(shù)，ai為軸向誘導(dǎo)因子，且0≤ai≤0.5，ρ為空氣密度。采取疲勞最小的優(yōu)化函數(shù)模型為：采取全場疲勞平均的優(yōu)化函數(shù)模型為：Fp,i(tT+1)為某風(fēng)電機(jī)組在tT+1時(shí)刻的機(jī)組疲勞系數(shù)，表示風(fēng)電場內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組在tT+1時(shí)刻疲勞系數(shù)的平均值。b)風(fēng)電場發(fā)電成本：風(fēng)電場的發(fā)電成本主要包含風(fēng)電場的建設(shè)成本、機(jī)組運(yùn)行維護(hù)成本、控制器動(dòng)作損耗成本、電網(wǎng)懲罰費(fèi)用成本等部分。風(fēng)電場的建設(shè)成本F1主要指風(fēng)力機(jī)、發(fā)電機(jī)、電纜、主控系統(tǒng)等設(shè)備的運(yùn)輸和安裝費(fèi)用，可表示為：F1,T+1＝a0(6)其中：a0為風(fēng)電場建設(shè)成本。機(jī)組運(yùn)行維護(hù)成本F2指風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電后的運(yùn)營成本，包括設(shè)備維修費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、管理費(fèi)、員工工資福利費(fèi)等費(fèi)用，可表示為：其中：a1由機(jī)組運(yùn)行維護(hù)成本折算得到；N為風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組臺數(shù)；Pseti,T+1為下一周期風(fēng)電場有功功率控制系統(tǒng)分配給第i臺風(fēng)電機(jī)組的限功率指令；Si,T+1表示下一周期第i臺風(fēng)電機(jī)組的啟停機(jī)情況，Si,T+1＝1表示風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行并網(wǎng)，Si,T+1＝0表示風(fēng)電機(jī)組切機(jī)離網(wǎng)?？刂破鲃?dòng)作成本F3指風(fēng)電場中央控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)就地控制系統(tǒng)中的監(jiān)測器和控制器動(dòng)作時(shí)的功耗及設(shè)備損耗，還包括啟停機(jī)損耗，可表示為：其中：a2由各路控制器的動(dòng)作成本折算得到；Pi,T為當(dāng)前機(jī)組i輸出的有功功率；a3根據(jù)風(fēng)電場機(jī)組的開停機(jī)耗損量化得到；表示布爾運(yùn)算，即當(dāng)本周期風(fēng)電機(jī)組i的啟停狀態(tài)與下一周期的啟停狀態(tài)相同時(shí)，運(yùn)算結(jié)果為0，當(dāng)本周期風(fēng)電機(jī)組i的啟停狀態(tài)與下一周期的啟停狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)算結(jié)果為1。電網(wǎng)懲罰費(fèi)用F4指的是風(fēng)電場出力不滿足電網(wǎng)調(diào)度要求時(shí)，電網(wǎng)對風(fēng)電場的懲罰費(fèi)用，與風(fēng)電場實(shí)際出力和電網(wǎng)調(diào)度值之間的差值成正比，可表示為：其中：a4反映風(fēng)電波動(dòng)對電力系統(tǒng)造成的運(yùn)行負(fù)擔(dān)；Psetfarm,T+1為下一周期電網(wǎng)調(diào)度部門下發(fā)給風(fēng)電場的有功出力指令。綜上，風(fēng)電場在下一周期內(nèi)的單位發(fā)電成本可由下式計(jì)算得到：采取風(fēng)電場發(fā)電成本最低的優(yōu)化目標(biāo)是：min{fT+1}(11)c)多目標(biāo)組合優(yōu)化：風(fēng)電場限功率運(yùn)行時(shí)，綜合考慮風(fēng)電場疲勞分布和發(fā)電成本的數(shù)學(xué)模型為：其中，η1、η2分別為風(fēng)電場疲勞分布與風(fēng)電場發(fā)電成本的權(quán)重；6.風(fēng)電場功率優(yōu)化策略風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度算法，考慮上述優(yōu)化目標(biāo)可以采用基于智能優(yōu)化算法，例如：遺傳算法、粒子群算法、模擬退火算法以及其改進(jìn)算法等，也可以不考慮上述優(yōu)化目標(biāo)，僅采用簡單的固定比例分配、變比例分配、平均分配等方法，采用不同的算法計(jì)算可以進(jìn)行對比分析。本文以固定比例分配方法為例：式中：Piref為機(jī)組i的有功分配指令；Pc、分別表示風(fēng)電場電網(wǎng)調(diào)度指令和機(jī)組i的功率預(yù)測值。所有相關(guān)數(shù)據(jù)均需要與中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，機(jī)組功率分配指令Piref數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行存儲，為風(fēng)電場AGC限功率控制仿真使用。7.風(fēng)電機(jī)組功率控制方法風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性如下：定義風(fēng)能利用系數(shù)CP為風(fēng)力機(jī)最大出力Pmax為式中：P表示風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)功率；ρ表示空氣密度；v表示風(fēng)速；S表示風(fēng)輪掃略面積。圖為一定風(fēng)速下風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性曲線與控制策略示意圖，傳統(tǒng)最大風(fēng)功率追蹤曲線為A—B1—C1曲線，ωb為機(jī)組轉(zhuǎn)速允許最大值，傳統(tǒng)的控制策略為沿著C1—B1—A曲線運(yùn)行實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)功率追蹤，Pmax為該風(fēng)速下風(fēng)力機(jī)功率輸出最大值。在額定風(fēng)速以下，為實(shí)現(xiàn)機(jī)組限功率控制，采用優(yōu)先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值時(shí)調(diào)節(jié)槳距角的方法。其采控制策略及調(diào)節(jié)方式如圖3所示。(1)風(fēng)速不變情況下，限功率指令為Pset1，控制發(fā)電機(jī)增大轉(zhuǎn)速，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)A—B，轉(zhuǎn)速?zèng)]有達(dá)到最大值ωb，不需要變槳距調(diào)節(jié)。(2)風(fēng)速不變情況下，限功率指令為Pset2，控制發(fā)電機(jī)增大轉(zhuǎn)速，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)為A—D，此時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值ωb，保持轉(zhuǎn)速不變，進(jìn)行變槳距調(diào)節(jié)，槳距角β1調(diào)節(jié)至β2，運(yùn)行狀態(tài)為D—C。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)組的限功率控制，在傳統(tǒng)的控制策略的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了限功率控制器。控制邏輯為：P*＝Pref,Popt＞Pref(16)P*＝Popt,Popt≤Pref(17)式中，P*為發(fā)電機(jī)有功功率參考值，Popt為風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前風(fēng)速下的最大出力，Pref為風(fēng)電場下發(fā)至機(jī)組的調(diào)度指令。額定風(fēng)速以下，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組調(diào)度指令Pref大于最大出力Popt大于時(shí)，參考功率為機(jī)組最大出力，機(jī)組最大風(fēng)功率追蹤運(yùn)行；當(dāng)調(diào)度指令小于最大出力時(shí)，參考功率為機(jī)組調(diào)度指令，機(jī)組采取限功率控制，優(yōu)先增大轉(zhuǎn)速必要時(shí)配合槳距調(diào)節(jié)穩(wěn)定機(jī)組出力。其控制流程圖如圖4和圖5所示。7.風(fēng)力發(fā)電機(jī)仿真模型建立在已建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)控制模型，包含完整的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的全部機(jī)理模型，分為風(fēng)輪系統(tǒng)—傳動(dòng)系統(tǒng)—發(fā)電機(jī)—變流器及控制系統(tǒng)四個(gè)部分，以1.5MW風(fēng)電機(jī)組為例，在Matlab/Simulink中搭建其仿真模型。其各系統(tǒng)數(shù)學(xué)原理如下：a)風(fēng)輪系統(tǒng)—風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)模型風(fēng)力機(jī)從氣流中捕獲風(fēng)能，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的原動(dòng)件。風(fēng)力機(jī)建模是進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組建模的基礎(chǔ)。根據(jù)Betz理論，風(fēng)力機(jī)捕獲的機(jī)械功率Pwt和機(jī)械轉(zhuǎn)矩Twt分別為：Twt＝Pwt/ωwt＝ρACp(λ,β)v3/2ωwt(19)其中，λ為葉尖速比，即λ＝2πRnwt/v＝ωwtR/v；β為槳距角；ρ為空氣密度；A為風(fēng)輪掃掠面積；v為風(fēng)速；ωwt為風(fēng)力機(jī)的角速度；Cp(λ,β)一般常由經(jīng)驗(yàn)公式給出：其中λi滿足：式中，c0，c1…c5，b0，b1均為常數(shù)。本章采用：c0＝0.5176，c1＝116，c2＝-0.4，c3＝-5，c4＝-21，c5＝0.0068；b0＝0.08，b1＝-0.035。即：b)傳動(dòng)系統(tǒng)模型傳動(dòng)系統(tǒng)是風(fēng)輪空氣動(dòng)力子系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)的機(jī)械連接系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)由低速軸、齒輪箱和高速軸構(gòu)成，低速軸連接風(fēng)輪轉(zhuǎn)子，高速軸連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，因此有時(shí)候也把風(fēng)輪轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子納入傳動(dòng)系統(tǒng)中。本章建立風(fēng)機(jī)模型時(shí)，將傳動(dòng)系統(tǒng)各部件看作剛性連接，等效成一個(gè)質(zhì)量塊，認(rèn)為傳動(dòng)系統(tǒng)是剛性的。高速軸轉(zhuǎn)速與低速軸轉(zhuǎn)速呈固定比例，風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩與發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩之間的不對等，是導(dǎo)致風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化的根本原因。傳動(dòng)軸系的剛性模型為：式中，Twt為風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪機(jī)械轉(zhuǎn)矩，TG為發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩；ωwt為風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，ωG為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；Jwt為風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，JG為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J1為低速軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J2為高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Jl為系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到低速軸側(cè)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jh為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到高速軸側(cè)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；η為傳遞效率；Kg為齒輪箱固定傳動(dòng)比。c)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型三相靜止坐標(biāo)系下的雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型具有較強(qiáng)的非線性和耦合性，難以控制。因此在電機(jī)學(xué)上基于在不同坐標(biāo)系下所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢完全一致的原則，通過坐標(biāo)變換，使得兩相繞組之間沒有磁的耦合，以簡化雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。本模型采用兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系，即將異步電機(jī)的空間矢量模型分解至固定在定子電壓方向上的d軸和逆時(shí)針超前d軸90°電角度的q軸，得到dq軸模型：1、電壓方程式中：uq1、ud1、uq2、ud2分別為定子、轉(zhuǎn)子電壓的q軸、d軸分量；iq1、id1、iq2、id2分別為定子、轉(zhuǎn)子電流的q軸、d軸分量；Lm為dq坐標(biāo)系定子與轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間的互感；L1為dq坐標(biāo)系定子等效兩相繞組的自感；L2為dq坐標(biāo)系轉(zhuǎn)子等效兩相繞組的自感；ω1為發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，ωs為dq坐標(biāo)系相對于轉(zhuǎn)子的電角速度；R1、R2分別為定子、轉(zhuǎn)子電阻；p表示微分符號d/dt。2、轉(zhuǎn)矩方程式中：TG為發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，np為發(fā)電機(jī)極對數(shù)。3、運(yùn)動(dòng)方程式中，Twt為風(fēng)力機(jī)提供的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，JG為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ωm為轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)速。4、功率方程定子側(cè)向電網(wǎng)輸出功率為：d)變流器模型雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器是實(shí)現(xiàn)機(jī)組變速恒頻交流勵(lì)磁的核心部件，本節(jié)采用背靠背電壓源變流器，一般分為電機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器。發(fā)電機(jī)亞同步運(yùn)行時(shí)，電機(jī)側(cè)變流器作逆變器，輸出電能至轉(zhuǎn)子；發(fā)電機(jī)超同步運(yùn)行時(shí)，電機(jī)側(cè)變流器作整流器，從轉(zhuǎn)子中吸收能量，輸出電能至電網(wǎng)；發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行時(shí)，輸出直流勵(lì)磁電流至轉(zhuǎn)子。網(wǎng)側(cè)變換器與電機(jī)側(cè)變換器相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)電能雙向流動(dòng)。同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下變流器的數(shù)學(xué)模型為：其中：ugd、ugq分別是電網(wǎng)電壓的d軸、q軸分量；igd、igq分別是輸入電流的d軸、q軸分量；vgd、vgq分別是變換器中交流側(cè)輸出電壓的d軸、q軸分量；Sd、Sq分別是開關(guān)函數(shù)的d軸、q軸分量；ω1為電網(wǎng)電壓的角速度；C為直流母線濾波電容；R、L分別為輸入回路等效電阻、電感；iload為負(fù)載電流。同時(shí)其有功無功控制采用基于定子磁鏈定向的功率外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)雙回環(huán)控制，此處不再贅述。8.風(fēng)電場仿真模型建立風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組一般沿風(fēng)向縱向排列。每臺風(fēng)機(jī)出口處連接變壓器(0.69V/10kV)，若干臺風(fēng)電機(jī)組并聯(lián)構(gòu)成一條輸電線路，再次升壓后與35kV母線相連，多段35kV母線并聯(lián)連接220kV主變壓器最終并入電網(wǎng)。其電氣主接線結(jié)構(gòu)如圖6所示。在單機(jī)仿真模型的基礎(chǔ)上，忽略風(fēng)電場內(nèi)集電線路損耗，風(fēng)電場內(nèi)變壓系統(tǒng)損耗，變壓器簡化為機(jī)組變壓器和主變壓器兩種，默認(rèn)每臺機(jī)組可以直接與電網(wǎng)連接，電網(wǎng)為無窮大系統(tǒng)，以風(fēng)電場內(nèi)含10臺1.5MW機(jī)組為例，建立風(fēng)電場仿真模型，通過該模型仿真每臺機(jī)組在限功率控制條件下的運(yùn)行特性，以檢測機(jī)組功率分配策略和算法的有效性，該模型可以通過示波器實(shí)時(shí)觀測每臺機(jī)組的功率、轉(zhuǎn)速、槳距角、電壓、電流等參數(shù)的變化。目前有關(guān)風(fēng)電領(lǐng)域的建模與仿真，主要還集中在單個(gè)機(jī)組的精細(xì)化建模方面，其中應(yīng)用matlab軟件建模的成果主要有GE公司的re_dfig模型和Simulink官方人員搭建的Wind_Turbine_Model模型；在對整個(gè)風(fēng)電場做仿真分析時(shí)常采用等效法，將單機(jī)模型容量增加為整個(gè)風(fēng)電場容量，并等效為風(fēng)電場的出力特性。但這些方法都無法讀取風(fēng)電場運(yùn)行期間每臺機(jī)組的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、槳距角、轉(zhuǎn)矩、葉片扭矩等物理量的變化情況。9.數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)與MATLAB數(shù)據(jù)處理方法為了實(shí)現(xiàn)Simulink數(shù)據(jù)與MYSQL數(shù)據(jù)之間的通訊，編寫數(shù)據(jù)庫讀出程序和數(shù)據(jù)庫寫入程序，在Simulink中以S-functions的方式進(jìn)行編碼，運(yùn)行文件為TableReader.m和TableWriter.m，由于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)為離散型數(shù)據(jù)而仿真數(shù)據(jù)為連續(xù)型數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)采用線性插值方式，將離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)型數(shù)據(jù)；寫入數(shù)據(jù)采用時(shí)間域內(nèi)取平均的方法，將連續(xù)型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為離散數(shù)據(jù)。10.仿真平臺應(yīng)用實(shí)例本發(fā)明可以為風(fēng)力發(fā)電研究提供一個(gè)系統(tǒng)而全面的操作平臺，在該操作平臺上，以風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)為基礎(chǔ)，可以試驗(yàn)不同優(yōu)化調(diào)度策略的效果，為風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制方面研究提供一個(gè)清晰而又高效的試驗(yàn)方法。以甘肅某風(fēng)電場10臺1.5MW風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，假設(shè)電網(wǎng)對風(fēng)電場下達(dá)的調(diào)度指令為2500KW，風(fēng)功率預(yù)測方法采用測試版的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，優(yōu)化調(diào)度采用前文所述比例分配算法，根據(jù)風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果和假定風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，采用功率比例分配策略分配機(jī)組功率指令，以1min為周期，運(yùn)行10個(gè)周期風(fēng)電場運(yùn)行仿真結(jié)果。風(fēng)電場仿真模型的輸入曲線為按照周期變化的階躍信號，仿真得到10臺機(jī)組的輸出功率曲線為附圖13所示，其值沒有達(dá)到電網(wǎng)調(diào)度指令2500KW，對每臺機(jī)組運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析：為查找問題所在，首先按照每臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)排查。舉例4號風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，其實(shí)際功率輸出與目標(biāo)功率指令吻合良好，機(jī)組限功率運(yùn)行狀況良好，機(jī)組的槳距角、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電壓、電流輸出，排除4號風(fēng)機(jī)。舉例2號風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，其實(shí)際功率輸出與目標(biāo)功率在某些周期存在偏差，機(jī)組的距角、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電壓、電流輸出，通過分析，其某些時(shí)刻預(yù)測功率大于該時(shí)刻實(shí)際風(fēng)速所能產(chǎn)生功率最大值，因此2號風(fēng)機(jī)發(fā)電功率小于功率指令，其輸出問題出現(xiàn)在功率預(yù)測誤差。其次按照運(yùn)行周期數(shù)據(jù)進(jìn)行排查，觀察運(yùn)行曲線，發(fā)現(xiàn)第6-7周期機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)普遍偏低，該時(shí)刻預(yù)測功率之和小于2500KW，按照比例分配方法，每臺機(jī)組分配的功率指令都會偏高，其輸出問題出現(xiàn)在風(fēng)電場功率調(diào)度優(yōu)化算法。通過上述實(shí)例，發(fā)現(xiàn)基于風(fēng)功率預(yù)測的風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制方法中，風(fēng)功率預(yù)測效果和風(fēng)電場功率調(diào)度優(yōu)化算法均存在不合理性，需要進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。通過該仿真平臺，可以直觀有效觀測風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)功率預(yù)測方法和優(yōu)化算法存在的問題，輔助風(fēng)電場內(nèi)機(jī)組優(yōu)化調(diào)度算法的開發(fā)，減少運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和開發(fā)周期。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的對算法測試實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明旨在為風(fēng)功率預(yù)測算法和優(yōu)化調(diào)度算法的開發(fā)提供一個(gè)測試平臺，其具體的風(fēng)功率預(yù)測算法和優(yōu)化調(diào)度算法不在本發(fā)明權(quán)益要求范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 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