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1、 第l 4 期 2 0 1 5 年 7 月 无线 互联 科技 实 验研究 N0 1 4 ulv，20l 5 发挥各 自的性能优势， 增强风电场 的可控性和稳定性 ， 而协 调3 个控制阶段， 可 以降低风电出力的随机性和不确定性， 改 善功率爬坡特性。 该文献中没有确定预防控制阶段中最优 的 降出力额度和降出力方法， 也没有给出恢复控制阶段 的具体 控制策 略， 但该文献对于风电功率爬坡的控制仍具有十分重 要的借鉴意义。 3 2 基于竞争博弈的风电爬坡协同控制策略 文献 提出了 一种基于竞争博弈的风电爬坡协 同控制策 略。 该策 略通过k m e a n s 算法将风电场群划分为多个虚拟电 ，
2、厂 = 并在虚拟电厂内建立竞争博弈机制， 通过制定合 理的风电 场贡献度指标 ， 引导风电场积极 自愿响应计划 ， 改善风 电出 力特性。 该控制策 略的关键在于虚拟电厂的构建和竞争博 弈机 制的建立。 通过k m e a n s 算法 ， 将风 电场群划分为若干虚拟 联合发 电系统 ， 以欧几里得距 离为筛选条件， 设置虚拟联合 发电系统 的最少风 电场数， 以前后2 次聚类不变作为收敛条 件， 以替代测度函数保证构成联合发电系统的风电场具有相 近的出力特性和控制性能， 保证竞争的公平性 。 对于竞争博 弈机制， 其关键在于通 过制定科学合理的效用函数 ( 风 电场 贡献度指标) 来 引导风
3、电场积极参 与协同控制， 改善风 电的 爬坡特性。 风电场贡献度能够量化风电场在爬坡过程中对 电 网维持稳定性 的贡献程度 ， 是发 电收益计算 的基础参数。 其 更为重要的作用在于能够 “ 约束”“ 引导” 风电场主动参与协 同控制。 风 电场在竞争博 弈中可采取的博弈策略主要有3 类： 有 效调整、 升 出力过调整和降出力欠调整。 有效调整 是电力系 统希望风电场采取的调节策略。 为使风电场采取有效调整策 略， 该控制策略构造了纳什均衡， 可使风 电场采取有效调整 的博弈策 略， 白发、 忠实的配合 电网控 制， 精确跟踪计划 出 力。 从整体来看， 基于竞争博弈 的风 电爬坡协同控制策
4、略较 为有效 的引导了风 电场积极、 自愿 响应 电网调节要求 ， 最大 程度上减弱了风 电爬坡对 电网的不 良影响。 但该策略也存在 一 定的不足之处， 例如文献 中没有给出中系数与控制精度之 间的具体对应关系。 3 3基于预测一 在线优化一 反馈的有限度控制策略 文献 提出了一种风机爬坡功率 的有限度控制策略， 能 在平滑风机 出力、 降低 风电爬坡率的基础上 ， 兼顾风机运行 的经济性。 该控制策略主要由功率预测、 在线优化、 反馈控 制3 个模块构成。 预测模块预测未来一段时间的风机输出功 率； 在线优化模块通过建立的优化模型， 结合风功率预测值 得到风机参考功率的优化曲线； 反馈控制
5、模块根据风机参考 功率并结合实时风速和转速信息， 制定转速和桨距角的协调 控制规律， 实现对风机功率参考指令的精确跟踪。 功率预测模块参考文献 中提 出的考虑尾流效应的动 态神经 网络超短 期风速预测， 其预测误 差能够控制在0 7 2 _ 内。 在 线优化模块 则建立了以爬坡率最小和弃风量最小为目 标的出力优化模型， 通 过优化给出风机的参考功率曲线 。 然后对各目标进行标幺化 ， 加权后形成单 目标函数， 并 在约束条件下进行在线优化。 该文献还给 了权重 因子的具 体整定方法。 反馈控制模块则是给出了转速小于转速上限利转速达 到转 速上限的不同计算方法， 补偿了预测误 差， 进一步提升
6、了风机的转速特性。 该有限度控制策略主要针对爬坡风速段 的功率波动进行平滑控制 ， 通 过在线优化的方式， 能有效 改 善风机转速特性 ， 降低功率爬坡带来的波动性。 但该控制策 略对超 短期功率预测 的准确性依赖较大 ， 当预测误差达到 3 0 时， 其发电量将会小于传统控制。 以上3 种控制策略是 目前风电功率爬坡控制的主要研 究 方向， 各个控制策 略利用不同的方法来解决爬坡 问题 ， 但摔 制目标均为最大程度减弱风电功率爬坡对电网的影响。 虽然 各个策略均存在一定的局限性， 但仍为解决风电功率爬坡提 供了一种较为有效的控制策略。 4 结语 本文主要探讨了风电功率爬坡的有限度控制策略的最
7、 新研究进展， 阐述了3 种功率爬坡 的有限度控制策略 的基本 原理 。 这3 种有 限度控制策略从不同角度给出了具体的控制 方法， 能够较大程度 上减弱功率爬坡对电网的影响， 为解决 风电功率爬坡提供了新思路， 具有较强的借鉴意义。 由于国 内对风电功率爬坡的研究较晚， 目前有限度控制策略不够丰 富， 已有 的控制策 略或多或少存在一定的弊端， 这也正是今 后深入研 究的所在。 参考文献】 1 张昭遂， 孙元章， 李国杰， 等 超速与变桨协调的双馈风电机组频率控制 J 电力系统自 动化， 2 0 1 1 ， 3 5 ( 1 7 ) ： 2 O 一 2 5 2 戚永志， 刘玉田 风电高风险爬坡
8、有限度控制 J 中国电机工程学报， 2 0 1 3 ， 3 3 ( 1 3 ) ： 6 9 - 7 5 3 F e r r i r a C ， G a m a J ， M a t i a s L ，e t a 1 A s u r v e r y o n m i n d p o w e r r a m p f o r e c a s t i n g R A r g o n n e N a t i o n a 1 L a b o r a t o r Y( A N D ， 2 O 】 】 4 G r e a v e S B ， C o l 1 i n s J ，P a r k e s J T e m
9、 p o r a 1 f o r e c a S t u n c e r t a i n t Y f o r r a m p e v e n t s W i n d E n g i n e e r i n g J 2 0 0 9 ，3 3( 4 )：3 0 9 3 1 9 5 】 Z a c k J o h n W ， Y o u n g S t e v e ， C o t e Ma t t e w ，e t a 1 D e v e l o p m e n t a n d T e s t i n g o f a n I n n o v a t i v e S h o r t - t e r m
10、 L a r g e Wi n d R a m p F o r e c a s t i n g S y s t e m C P r o c e e di n g s o f E u r o p e a n Wi n d E n e r g y C o n f e r e n c e E x h i b i t i o n ， W a r s a w ，P o l a n d ：2 0 1 0 6 】 崔明建， 孙元章， 柯德平， 等 考虑电网侧频率偏差的风电功率爬坡事件预测方法 J 电力系统自 动化， 2 0 1 4 ， 3 8 ( 5 ) ： 9 7 P O T T E R C W ， G
11、R I M I T E ， N I J S S E N B P o t e n t i a l b e n e f i t S o f a d e d i c a t e d p r o b a b i S t i c r a p i d r a m p e v e n t f o r e c a s t t o o l c Pr o cee di ng s o f Eu r ope a n Wi nd E ne rg y Co nf e r en ce E xhi bi t i o n，A pri 1 2 O 一2 3 ，Wa rs a w，Po 1 a nd：9 p 8 戚永志， 刘玉田
12、风电高风险爬坡有限度控制 J 冲国电机工程学报， 2 0 1 3 ， 3 3 ( 1 3 ) ： 6 9 7 5 9 戚永志， 刘玉田 基于竞争博弈的风电爬坡协同控制策略 J 中国电机X - 程学报， 2 0 1 4 ， 3 4( 2 5 ) ： 4 3 4 1 4 3 4 9 【 1 0 】 夏雪， 戚永志， 刘玉田 风机爬坡功率的有限度控制策略 J _ 电力系统自 动化， 2 0 1 4 ， 3 8【 2 0 ) ： 2 6 3 1 1 】 4 第 1 4 期 2 0 1 5 年7 月 无线互联科技 实验研究 N 0 1 4 J u1 y ，2 0 1 5 1 1 N a r a y a
13、n a M， P u t r u s G ，J o v a n o v i c M， e t a 1 P r e d i c t i v e c o n t r o l o f wi n d t u r b i n e s b y c o n s i d e r i n g wi n d s p e e d f o r e c a s t i n g t e c h ni q u e s C P r o c e e d i n g s o f t h e 4 4 t h I n t e r n a t i o n al U n i v e r s i t i e s P o w e r E n
14、 g i n e e r i n g C o n f e r e n c e 2 0 0 9( 9 ) ：1 - 4 Re v i e w S t r a t e g y Cl i mb i ng W i nd Po we r Li mi t e d Co n t r o l D u B i n ， Wa n g Z h ij i e ， L i u S a n mi n g ， Wa n g D o n g we i ， H u a n g Q i y u a n ( S h a n g h a i I n s t i t u t e o f E l e c t r i c mo t o r
15、 s Un i v e r s i t y ， S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0 ， Ch i n a ) Abs t r ac t ： W i n d p o we r r a mp i s wi n d p o we r f l u c t ua t i o n s i n t h e mo s t s e r i o u s c a s e s ，a h u g e i mp a c t o n t h e g r i d A t y p i c a l d e f i n i t i o n o f wi n d p o we r r a mp ， a n a l
16、 y z e d t h e p o we r r a mp c h a r a c t e r i s t i c ， i n t r o d u c e d t h e c u r r e n t l i mi t e d c l i mb i n g t h r e e p o we r c o n t r o l s t r a t e g i e s ： l i mi t e d c o n t r o l f r a me wo r k a n d p r i o r i t y b a s e d p o we r r a mp c o n t r o l s t r a t e
