專利名稱：一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)電的快速發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大且分布相對(duì)集中，電網(wǎng)已經(jīng)從原先的被動(dòng)消納這些風(fēng)電電能轉(zhuǎn)變成了要求風(fēng)電場(chǎng)接受電網(wǎng)調(diào)度，主動(dòng)控制其功率輸出。一般情況下，電力系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)日前提供的風(fēng)電功率預(yù)報(bào)，結(jié)合電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)安排96點(diǎn)的日發(fā)電計(jì)劃，要求風(fēng)電場(chǎng)不得超過(guò)計(jì)劃目標(biāo)發(fā)電，并且在某些時(shí)刻還可能臨時(shí)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)下達(dá)新的計(jì)劃目標(biāo)。這就要求風(fēng)電場(chǎng)必須具備快速有效的調(diào)整場(chǎng)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的方法，使整個(gè)風(fēng)電機(jī)群的功率盡可能跟蹤調(diào)度曲線。這樣才可能避免違規(guī)超發(fā)，并實(shí)現(xiàn)在計(jì)劃負(fù)荷下盡可能多的發(fā)電。為此，一些風(fēng)電廠商已經(jīng)在其新推出的風(fēng)電機(jī)型中新增了風(fēng)機(jī)限負(fù)荷發(fā)電功能，為風(fēng)電場(chǎng)功率的調(diào)節(jié)提供了便利，最近也公布了一些基于這種限負(fù)荷發(fā)電功能風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)功率控制方案的專利如“風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)調(diào)用方法及風(fēng)機(jī)調(diào)用系統(tǒng)”(CN10249391 5A)、“風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組有功功率優(yōu)化分配方法”(CN102361330A)。但是，在目前已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的大量風(fēng)電場(chǎng)中，有很多風(fēng)電機(jī)組尚不具備新型風(fēng)電機(jī)組的限負(fù)荷運(yùn)行功能，其所采用的運(yùn)行策略還是按其“風(fēng)速-功率”曲線運(yùn)行，即目標(biāo)發(fā)電量只依據(jù)風(fēng)速?zèng)Q定，不接受外部控制。因此，這種風(fēng)電場(chǎng)在接受限發(fā)調(diào)度后，一般只有通過(guò)運(yùn)行員啟動(dòng)或停止部分風(fēng)電機(jī)組來(lái)滿足風(fēng)電場(chǎng)的目標(biāo)功率。但是，由于風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)眾多，一般擁有數(shù)十臺(tái)、甚至上百臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，而且各風(fēng)機(jī)發(fā)電量可能差異較大，所以在各風(fēng)場(chǎng)負(fù)荷調(diào)整時(shí)刻，由運(yùn)行員在電網(wǎng)規(guī)定的調(diào)整時(shí)限內(nèi)確定風(fēng)機(jī)的啟停組合比較困難，而且更難以保證調(diào)整后的風(fēng)機(jī)群發(fā)電量最接近目標(biāo)負(fù)荷。這將直接導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)效益下降，而且增大了風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中的人為誤操作概率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)功率控制中啟停風(fēng)機(jī)組合優(yōu)化決策的問(wèn)題，提出了一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法。一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟步驟1 :根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)發(fā)功率與風(fēng)電場(chǎng)接受的電網(wǎng)調(diào)度指令，得到風(fēng)電場(chǎng)的功率
偏差值；步驟2 :再根據(jù)功率偏差值判斷風(fēng)電場(chǎng)是否需要通過(guò)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行升功率控制，或者通過(guò)停止風(fēng)機(jī)進(jìn)行降功率控制；步驟3 :再基于運(yùn)行風(fēng)機(jī)的實(shí)測(cè)功率或基于待機(jī)風(fēng)機(jī)的預(yù)測(cè)功率，利用遺傳算法對(duì)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或停止的組合方案進(jìn)行優(yōu)化；步驟4:通過(guò)由遺傳算法得到的最終優(yōu)化個(gè)體，得出風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)化啟停組合方案。步驟I中，設(shè)定在風(fēng)電場(chǎng)某負(fù)荷控制時(shí)刻，此時(shí)風(fēng)電場(chǎng)接受的電網(wǎng)調(diào)度指令所設(shè)定的目標(biāo)功率為Pto，風(fēng)電場(chǎng)實(shí)發(fā)功率P·，則功率偏差Λ P=Pto-P·。步驟2中，判斷當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)的狀態(tài)的方法是，通過(guò)功率偏差ΛΡ判斷當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)的狀態(tài)；如果功率偏差Λ P < 0，則當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)處于超發(fā)狀態(tài)，通過(guò)停止部分風(fēng)機(jī)進(jìn)行降功率控制；如果功率偏差Λ P > 0，選擇啟動(dòng)部分待機(jī)機(jī)組進(jìn)行升功率控制。步驟3中，設(shè)定風(fēng)電場(chǎng)中共有可良好運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組η臺(tái)。其中當(dāng)前正在運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組Ii1臺(tái)，其各自的實(shí)測(cè)發(fā)電功率記SPi (i=l,2,…，Ii1);處于待機(jī)狀態(tài)的風(fēng)電機(jī)組η2臺(tái)，其各自的預(yù)測(cè)發(fā)電功率記為Pfe (j=l，2，…，η2)。針對(duì)步驟2中得到風(fēng)電場(chǎng)處于超發(fā)狀態(tài)的情況，即ΛΡ < 0，通過(guò)遺傳算法，得到實(shí)現(xiàn)降功率所需要停止的風(fēng)電機(jī)組序列；轉(zhuǎn)化后的優(yōu)化問(wèn)題為

約束
權(quán)利要求
1.一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟 步驟I:根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)發(fā)功率與風(fēng)電場(chǎng)接受的電網(wǎng)調(diào)度指令，得到風(fēng)電場(chǎng)的功率偏差值； 步驟2 :再根據(jù)功率偏差值判斷風(fēng)電場(chǎng)是否需要通過(guò)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行升功率控制，或者通過(guò)停止風(fēng)機(jī)進(jìn)行降功率控制； 步驟3 :再基于運(yùn)行風(fēng)機(jī)的實(shí)測(cè)功率或基于待機(jī)風(fēng)機(jī)的預(yù)測(cè)功率，利用遺傳算法對(duì)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或停止的組合方案進(jìn)行優(yōu)化； 步驟4 :通過(guò)由遺傳算法得到的最終優(yōu)化個(gè)體，得出風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)化啟停組合方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟I中，風(fēng)電場(chǎng)的功率偏差的計(jì)算方法是 設(shè)定在風(fēng)電場(chǎng)控制時(shí)刻，風(fēng)電場(chǎng)接受的電網(wǎng)調(diào)度指令所設(shè)定的目標(biāo)功率為Pto，風(fēng)電場(chǎng)實(shí)發(fā)功率P·，則功率偏差Λ P=Ptm-P·。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟2中，判斷當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)的狀態(tài)的方法是，通過(guò)功率偏差Λ P判斷當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)的狀態(tài)；當(dāng)功率偏差ΛΡ < O時(shí)，則當(dāng)前風(fēng)電場(chǎng)處于超發(fā)狀態(tài)，通過(guò)停止部分風(fēng)機(jī)進(jìn)行降功率控制；當(dāng)功率偏差Λ P > O時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)部分待機(jī)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行升功率控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟3中，針對(duì)步驟2中得到的Λ P < O，即風(fēng)電場(chǎng)處于超發(fā)狀態(tài)的情況，通過(guò)遺傳算法得到實(shí)現(xiàn)降功率控制所需要停止的風(fēng)電機(jī)組序列的方法為 通過(guò)轉(zhuǎn)化得到優(yōu)化問(wèn)題為
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟3中，針對(duì)步驟2中風(fēng)電場(chǎng)功率未達(dá)到目標(biāo)功率的情況，即Λ P > 0，結(jié)合處于待機(jī)狀態(tài)的風(fēng)電機(jī)組的預(yù)測(cè)功率P/'通過(guò)遺傳算法得到實(shí)現(xiàn)升功率控制所需要啟動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組序列的方法為 通過(guò)轉(zhuǎn)化得到優(yōu)化問(wèn)題為 目標(biāo)
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域的一種基于遺傳算法的風(fēng)電場(chǎng)功率優(yōu)化控制方法。其技術(shù)方案是，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)發(fā)功率與風(fēng)電場(chǎng)接受的電網(wǎng)調(diào)度指令，得到風(fēng)電場(chǎng)的功率偏差值，再根據(jù)功率偏差值判斷風(fēng)電場(chǎng)是否需要通過(guò)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行升功率控制，或者通過(guò)停止風(fēng)機(jī)進(jìn)行降功率控制；再基于運(yùn)行風(fēng)機(jī)的實(shí)測(cè)功率或基于待機(jī)風(fēng)機(jī)的預(yù)測(cè)功率，利用遺傳算法對(duì)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或停止的組合方案進(jìn)行優(yōu)化，最終得到優(yōu)化的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或停止的組合方案。本發(fā)明的有益效果是，在風(fēng)電場(chǎng)升降負(fù)荷控制中，通過(guò)遺傳算法優(yōu)化，快速?zèng)Q策出最優(yōu)的機(jī)組啟停組合方案，在保證不超發(fā)的條件下，使風(fēng)電場(chǎng)功率盡可能接近目標(biāo)負(fù)荷；同時(shí)也提高了風(fēng)電場(chǎng)調(diào)度的自動(dòng)化水平。
文檔編號(hào)H02J3/46GK102891489SQ201210359170
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者肖運(yùn)啟, 楊錫運(yùn) 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)