风电机组功率控制

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风电场有功功率和无功功率控制分析

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风电场有功功率和无功功率控制分析
于雪峰
（国华（齐齐哈尔）风电有限公司，黑龙江齐齐哈尔１６１００６）摘要：现阶段，风电场内的风电机组都是遵照自治发电的方式运行，为了保证风电场有功和无功功率输出的波动，保证电网内的平衡，电网在运行过程中必须留出足够的旋转备用容量。主要对风电场有功功率和无功功率控制进行了分析。关键词：风电场；有功功率；无功功率；控制分析风电技术发展的核心是风电机组整机及其关键部件的设计制表１东北地区各省风电场有功功率变化现值单位：ＭＷ造技术。目前最常用的风电机组包括以鼠笼感应电机作为发电机的火电机组火电机组水电１ｍｉｎ内可用于调整风电装风电坜１ｍｉｎ总的定速风电机组、以双馈感应电机作为发电机的变速风电机组和装配省份开机最低出力开机风电功率变化量的最小值机窖量最大功率变化率限值，％永磁同步发电机的变速风电机组等。定速风电机组与电网直接相黑龙江省９５２５４７Ｏ９６４６７６４ｌ７７５４３连，当风电机组并入电网时需要并人补偿电容器以提高发电机的功辽宁省１０柏６４６１０１ ∞６ｌ１５１２６００４４率因数。胄林省５７４７２８７Ｏ２０５８２ｌ３ｏ２８２８７５伴随着风电场装机容量的扩展，风电场对电网的有功和无功功率的影响将越来越突出。为了确保风电场以及接入电网的稳定运ｆ１）３￣１１果电网故障或其在特殊的方式下运行，为了防止电网中线行，需要我们对风电场接入时的有功和无功功率进行细致的计算分路和变压器等输电设备过载，以保证系统稳定性，这个时候需要对析，并需要研究所选用机组类型的控制特性。基于发展较薄弱的地风电场有功功率提出看法；（２）由于电网中有功功率过剩，电网频率区，选用变速风电机组有利于维持系统电压的稳定。过高稿于５０．５Ｈｚ时）时，这个时候就要求风电场降低其有功功率，１风电场有功功率控制降低的幅度根据电网调度部门的指令进行。在严重的情况下，可能１．１风电场有功功率控制问题（３）还有一种特殊情况是出现事故时，如果风有功功率控制是风电场一个非常重要的能力。目前，功率控制需要切除整个风电场；需要电网调度部门暂时将风电最普遍的应用是在发生事故时系统能力降低的情况下，帮助系统复电场的并网运行危及电网安全稳定，等到事故处理完后，电网恢复正常运行再复原风电场的并原到正常运行，避免系统出现过载。需要功率控制能力的原因还包场解列，网运行。括频率控制，但频率控制在风电场中应用不多。２风电场无功功率控制和电压控制在风电装机比例较高的电网，风电场通过功率控制会对系统事２．１风电场无功功率和电压调节问题故复原产生特别明显的作用，在风电装机比例较高的电网地区，功风电场为电网提供无功的能力尤其重要。如果没有无功，或者率控制的作用更明显。国外对于风电场并网技术性文件都规定了在无功注入点之间的距离太远，电网电压会恶化，甚至可能导致电网持续运行和切换操作时必须要控制有功功率。一是控制最大功率变崩溃。风电场无功与电压问题是所有风电场并网技术性文件的基本化率；二是特殊情况下控制风电场的输出功率。另外，许多风电并网目的是保证风电场并网点的电压水平和电网的电压质量。标准还要求风电场必须具有降低有功功率和参与系统一次调频的内容，２．２东北地区风电场无功电压控制分析实例能力，并规范了降低功率的范围和响应时间，并且参加一次调频的Ｃ０１子项目对内蒙古赤峰市、通辽市、吉林省、黑龙江省、辽宁省调节系统技术参数（死区、调差系数和响应时间等）。０１０年规划接人的风电场无功电压控制进行研究，分析风电场应该在我国东北，各地主要风电场接人电网的最大容量要受到当地２这个无功容量范围由风电场额定运行时的功电网条件及系统调峰能力的影响。由于风电是一种间歇性电源，输具备的无功容量范围，下面以我省电网为例说明研究内容。我省２０１０出功率超过额定值８０％的概率一般不超过１０％。对电网公司和风率因数范围所确定。１２６．２Ｍｗ，在我省电网中，将５００ｋＶ电场开发商来说，风电场的输出功率在某些情况下限制，应该是一年风电场总装机容量将达到２．０Ｐｕ或１．０７Ｐｕ，在电网正常运行和Ｎ一１运行两种方式种比较好的选择。这一选择，很好的解决了电网改造投资的问题，同母线电压为１时也大大提高了电网的利用率；对于风电场而言，在相同的电网结下，将Ａ地区和Ｂ地区各个风电场将其并网点的电压调整到１０７Ｐｕ或１．０Ｐｕ所需要风电场的功率因数范围进行了分析，同样的方构条件下，可以建设规模更大的风电场。法还分析了我省其他风电场的功率因数范围。分析结果可以得出以１．２东北地区风电场有功功率控制研究下结论：黑龙江省电网在５月份、辽宁省电网在７月份、吉林省电网在（１）在Ｎ一１运行方式下，电网电压支撑能力较弱，因此对风电场５月份的负荷较低，升机方式最小。根据这三省２０１０研究水平年在（２）离这种负荷及开机方式下进行调峰能力计算，可得到东北地区可用于提供的无功支持会变少，部分风电场的功率因数范围将变大；在电网电压较高或较低时，需要大量的调整风电功率变化量的理论最小值以及风电场ｌｍｉｎ总的最大功率电网枢纽变较近的风电场，无功容量来调整并网点的电压，功率因数会很低；（３）对离电网枢纽变化率限值，结果如表１所示。其调节电压的功率因数范围视离电网电压支撑点表１是在没有考虑电网约束、风电机组性能指标完全符合要求变较近的风电场，的电气距离的远近不同而差别很大，同时与其装机容量也有很大关以及其他电网特殊运行情况下的结果。对离电网枢纽变较远的风电场而言，电网较弱，电压支撑能力不风电场最大功率变化率的影响因素有很多，主要有风电场接人系；系统的电网状况，电网中其他电源的调节特性，风电机组运行特性足，风电场的无功调节对改善地区电网电压的作用比较明显；（４）接００ｋｖ站的风电场总装机为１３５０ＭＷ，已形成百万干及技术性能指标等。其中电网中水电机组的比重对风电场最大功率入Ａ区通榆５其单个风电场的功率因数相对较低；（５）对于接人Ａ区变化率的影响最大，但是水电调节情况也与很多因数有关，不确定瓦风电基地，５００ｋｖ风电汇集站２２０ｋＶ侧电线的风电场，５００ｋＶ站内的变压器性很大，也比较复杂。因此，对于风电场最大功率变化率很难给出一损耗较大，并且５００ｋｖ变的６６ｋｖ侧的补偿不能起到明显的作用，个确定值。另外，各个地区电网的情况也不尽相同，在技术规定中很难给出一个统一的值适用于各种情况下的各种电网运行要求。因此时，接人５００ｋｖ汇集站的单个风电场影承担风电场满发对２２０ｖ风电送出线路上的全部损耗以及风电场空载时送出线路上的亢此，技术规定中只给出风电场最大功率变化率的推荐值。风电场ｋ１０ｍｉｎ最大功率变化量一般不超过其装机容量的６７％，１ｍｉｎ最大电无功功率。因此，应该要求接人５００ｋｖ风电汇集站的风电场的功率因数范功率变化量一般不超过其装机容量的２０％。除了风电场的最大功率变化率，在电网紧急情况下

风力发电技术与功率控制途径

风力发电技术与功率控制途径摘要：在当今新兴的能源领域，风力发电已经成为国家越来越重视的领域之一。

随着新时代的到来，对能源的需求量不断攀升，呈现出日益增长的趋势。

其中风能是一种清洁可再生能源，具有非常强的环保意义，能够缓解我国当前能源危机问题，促进经济发展。

然而，能源却陷入了枯竭的境地，这是一个不容忽视的事实。

相较于其他能源，风能呈现出更为丰富的多样性和更高的洁净度，因此其应用领域也更为广泛。

基于此，本文将对风力发电技术与功率控制途径进行分析，提出有效降低碳排放量的标准，促进绿色环保理念的可持续发展。

关键词：风力发电；功率控制；发电技术风力发电不仅能够满足人们对电力资源的需求，同时也能够满足人们对于清洁、生态、环保等方面的追求。

目前我国主要采用塔架型风电机组进行大规模开发建设，这也是我国发展可再生能源最有效和经济的方式之一。

随着风力发电机组单台设计容量的不断扩大，塔架型风力发电机的制造管理必须得到进一步加强，以应对塔架高度逐渐攀升的挑战。

一、风力发电的现状随着21世纪的到来，全球各国都开始高度重视风力发电这一可再生能源形式的应用。

由于风能具有无污染、可再生的优点，所以被认为是未来最理想的新能源之一，它对于缓解能源危机有着非常重大的作用。

风能资源富足，价格相对亲民，可广泛获取，且不会对环境造成任何污染。

所以风力发电得到广泛的应用，受到人们的普遍关注。

所以说风能是一种非常好的可再生能源，而且还具有一定的清洁环保性。

近年来，中国在风力发电等新能源发电产业的建设和发展方面取得了重大进展，为中国未来的快速发展奠定了坚实的基础[1]。

二、风能发电技术（一）提升控制技术的水平与效能为了解决风力发电系统易受干扰、不稳定的问题，通常采用系统模型控制的方法，但这种方法存在一定的限制，仅适用于特定周期的系统，难以有效地预防能量转换过程中的变化。

为了避免上述缺点，就需要采用基于神经网络与模糊控制相结合的控制技术对风机进行调节控制，从而提高了风电场的工作效率，同时也降低了风能资源的浪费。

单台风力发电机组的功率上限

单台风力发电机组的功率上限风力发电机组的功率可以分为额定功率和最大功率两种。

额定功率是指在标准风速条件下，发电机组能够稳定输出的功率。

而最大功率则是在极端风速条件下，发电机组可以输出的最大功率。

在实际运行中，发电机组的功率往往受到风速、风向、温度等多个环境因素的影响，因此需要对功率进行调节和控制，以保证发电机组的安全运行和稳定输出。

在设计单台风力发电机组的功率上限时，首先需要考虑的是风资源。

风资源是风力发电的关键因素，决定了发电机组的发电潜力。

不同地区的风资源差异很大，影响了发电机组的功率输出。

一般来说，风速越高，发电机组的功率输出越大。

因此，在选择建设风力发电场的地点时，需要考虑地形、气候等因素，以最大程度地利用风资源。

其次，发电机性能也是影响功率上限的重要因素。

发电机的转子设计、线圈绕组、磁场设计等都会影响发电机的输出功率。

发电机的转速与转矩之间的关系决定了其功率输出的特性。

在设计发电机时，需要考虑到风力发电机组的工作条件，以保证发电机在不同风速下都能有效地输出电能。

另外，风力发电机组的叶片设计也对功率上限有重要影响。

叶片是风力发电机组的“风机”，起到捕捉风能并转化为旋转动能的作用。

叶片的设计直接影响了发电机组的效率和功率输出。

优秀的叶片设计可以减小风机叶片的阻力，提高转速和效率，最大化发电机组的功率输出。

在实际运行中，发电机组的功率受到多种因素的影响，需要进行功率控制和调整。

风力发电机组常采用变桨、变速等技术来调节叶片角度或发电机转速，以实现发电机组的功率调节。

通过控制发电机组的输出功率，可以平衡电网供需，提高发电效率，保证电网的稳定运行。

总的来说，单台风力发电机组的功率上限取决于风资源、发电机性能、叶片设计等多个因素，需要综合考虑来实现最大功率输出。

通过科学的设计和运行管理，可以充分发挥风力发电的潜力，为清洁能源发展做出贡献。

希望随着技术的不断进步，风力发电能够在未来发挥更大的作用，为人类创造更清洁、可持续的能源未来。

全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略

全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略全功率变流器是一种将风力发电机产生的交流电能转换为电网所需的直流电能的电子装置。

它的主要功能是实现风电机组的功率调节、保护以及与电网的连接。

全功率变流器由三个主要的模块组成：整流器、逆变器和控制单元。

整流器模块将风电机组产生的交流电能转换为直流电能，通过控制交流电能的整流部件（如晶闸管或IGBT）的导通角度，可以实现对输出直流电压的控制。

整流器的输出直流电压通过一个滤波电容进行平滑，以减小输出的脉动。

逆变器模块将整流器输出的直流电能转换回交流电能，通过控制逆变部件（如IGBT）的开关状态和频率，可以实现对输出交流电压和频率的控制。

逆变器的输出交流电能经过一个输出滤波器进行滤波，以去除输出的高次谐波。

控制单元对整个全功率变流器进行监测和控制。

它通过读取风电机组和电网的各种参数，如转速、电压、电流等，来实现对整流器和逆变器的控制。

控制单元采用先进的控制算法，如PID控制算法，来实现对全功率变流器的稳定运行和动态响应。

调频控制方式是通过控制风电机组的转速来实现对输出功率的控制。

该控制方式根据电网的需要，调节风电机组的转速，以使输出功率与电网的需求匹配。

调频控制可以使风电机组在不同的风速下运行在最佳转速范围内，提高风电机组的发电效率。

功率控制方式是通过控制全功率变流器的输出功率来实现对风电机组的控制。

该控制方式通过调节变流器的导通角度或输出电压，以控制风电机组的输出功率。

功率控制可以使风电机组根据电网的需求进行平稳的功率输出，提高电网的稳定性。

此外，全功率变流器还具有多种保护功能，如过电流保护、过电压保护、过温保护等，以确保风电机组和电网的安全运行。

控制单元还可以实现对功率输出的统计和调度，以优化风电机组的运行效果。

总之，全功率变流器通过整流器和逆变器的转换作用，将风力发电机产生的交流电能转换为电网需要的直流电能，并通过控制单元的监测和控制实现对全功率变流器的稳定运行和动态响应。

风电场有功功率控制综述

风电场有功功率控制综述由于风电具有随机性、波动性和反调峰特性，高比例的风电并入电网会对电力系统的稳定性和安全性造成很大的冲击，因此有必要对风电场有功功率输出进行控制，减少风电功率的波动性，提高输出功率的平滑性。

1．风电场有功功率控制原理风电场有功功率控制系统一般主要由风电场功率控制层、机组群控制层、机组控制层组成图。

风电场有功控制系统的目的是为了使风电场能够根据调度指令调整其有功功率的输出，在一定程度上表现出与常规电源相似的特性，从而参与系统的有功控制。

然而，风电场有功控制能力不等同于风力发电机组控制能力的简单叠加。

为此，利用风力发电机群的统计特性，可以采用两种方式实现此目的：一是将风电场有功控制系统分为风电场控制层、各类机群控制层和机组控制层，依次下达调度指令，完成风电场有功功率控制的任务；二是电网调度中心将指令直接下达给风电机组，各机组调节有功出力，实现有功功率的控制。

2．风电场有功功率的控制2.1最大出力模式最大出力模式是指当风电场的预测功率小于电网对风电场的调度功率时，风电场处于最大出力状态向电网注入有功功率。

最大出力控制模式就是在保证电网安全稳定的前提下，根据电网风电接纳能力计算各风场最大出力上限值，风电场输出功率变化率在满足电网要求的情况下处于自由发电状态。

若超出本风电场的上限值时，可根据其他风场空闲程度占用其他风电场的系统资源，以达到出力最大化和风电场之间风资源优化利用的目的。

在最大出力模式投入运行时，风电场内的各台达到切入风速但在额定风速以下的风机处于最大功率跟踪状态；风电场内处于额定风速以上的各台风电机组运行在满功率发电状态，从而保证风电场的输出功率达到最大值，尽可能提高风能资源的利用效率。

2.2基于目标函数优化的功率控制基于目标函数优化的有功功率控制策略，通常先确定目标函数以及约束条件，在此基础上建立多目标优化的风电场模型。

在基于目标函数优化的场站级有功功率控制策略中，基于小扰动分析方法分析了限功率运行下风电机组非线性模型的稳定特性，并综合了3个目标，分别是限功率运行状态均衡度、风电场功率目标偏差、总机组启停次数最少，建立了多目标优化模型。

风力发电机的几种功率调节方式

风力发电机的几种功率调节方式作者：佚名发布时间：2009-5-5随着计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域，并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展，甚至向智能型控制发展。

作为风力资源较为丰富的国家之一，我国加快了风电技术领域的自主开发与研究，兆瓦级变速恒频的风力发电机组国产化已列入国家“863”科技攻关顶目。

本文针对当前并网型风力发电机组的几种功率凋节控制技术进行了介绍。

l 定桨距失速调节型风力发电机组定桨距是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。

失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速69，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。

为了提高风电机组在低风速时的效率，通常采用双速发电机（即大/小发电机）。

在低风速段运行的，采用小电机使桨叶具有较高的气动效率，提高发电机的运行效率。

失速调节型的优点是失速调节简单可靠，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制，使控制系统大为减化。

2 变桨距调节型风力发电机组变桨距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。

其调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨距角调到45”，当转速达到一定时，再调节到0“，直到风力机达到额定转速并网发电；在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节；当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。

随着风电控制技术的发展，当输出功率小于额定功率状态时，变桨距风力发电机组采用OptitiP技术，即根据风速的大风力发电机的几种功率调节方式作者：佚名发布时间：2009-5-5调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率。

风电场风电机组优化有功功率控制的研究

风电场风电机组优化有功功率控制的研究2017年度申报专业技术职务任职资格评审答辩论文题目：风电场风电机组优化有功功率控制的研究作者姓名：李亮单位：中核汇能有限公司申报职称：高级工程师专业：电气二Ο一七年六月十二日摘要随着风电装机容量的与日俱增，实现大规模的风电并网是风电发展的必然趋势。

然而，由于风能是一种波动性、随机性和间歇性极强的清洁能源，导致风电并网调度异于常规能源。

基于此，本文将针对风电场层的有功功率分配开展工作，主要工作概括如下：(1)对风电机组和风电场展开研究，分析风力发电机组运行特性、风力发电机组控制策略、风电场的控制策略。

(2)提出了一种简单有效的风电场有功功率分配算法，可以合理利用各机组的有功容量，优化风电场内有功调度分配指令，减少机组控制系统动作次数，平滑风电机组出力波动。

(3)优化风机控制算法后，通过现场实际采集数据将所提方法与现有方法进行了比较，验证了所提方法的合理性。

关键词：风电机组、风电场、有功功率控制、AGCAbstractWith increasing wind power capacity, to achieve large-scale wind power is an inevitable trend of wind power development. However, since the wind is a volatile, random and intermittent strong clean energy, resulting in wind power dispatch is different from conventional energy sources. And the wind farm is an organic combination for a large number of wind turbines, wind farms under active intelligent distribution layer hair is also included in the grid scheduling section. Based on this, the active allocation and scheduling for grid scheduling side active layer wind farm work, the main work is summarized as follows:(1)Wind turbines and wind farms to expand research, in-depth analysis of the operating characteristics of wind turbines, wind turbine control strategy, control strategies of wind farms.(2)This paper proposes a simple and effective wind power active power allocation algorithm, can reasonable use each unit capacity, according to the optimization of wind farms in active dispatching command, decrease The Times of turbine control system action smooth wind power output fluctuation unit.(3)After optimization of the fan control algorithm, through the practical field data collected will be presented method are compared with those of the existing method, the rationality of the proposed method was verified.Keywords:wind turbine, wind farm, active power control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 有功功率控制的现状 (1)第2章风力发电机组及风电场有功控制基础 (2)2.1 风力发电机组运行原理 (2)2.1.1 风电机组的组成 (2)2.1.2 风电机组数学模型 (2)2.1.3 风力发电机组运行特性 (8)2.1.4 风力发电机组控制策略 (9)2.2 风电场有功功率控制 (10)2.2.1 风电场的基本结构 (10)2.2.2 风电场的控制策略 (11)第3章风电场内有功功率控制策略 (13)3.1 风电场有功功率控制的基本要求 (13)3.2 风电场有功功率工作模式 (13)3.3 风电场有功功率控制状态 (14)3.5 风电场实测数据对比 (15)3.5.1 风电场电气接线 (15)3.5.2 单台风力发电机组测试 (15)第4章结论 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1 课题研究背景相比于常规的火电和燃气电站，风电场的有功调节能力十分有限。

风功率控制系统

。
• 5 、灵活的功能设计
• 功率控制系统在软件结构、运行环境、通讯能力和功能实现方面，具备下述特性： • 1. 具有模块化的软件体系结构。 • 2. 强大、灵活和扩展性强的一体化支撑平台。 • 3. 实时性好、抗干扰能力强。 • 4. 可运行在灵活、性价比高的工控机服务器（Unix/Windows /Linux ）中。
3 、事故和报警事件顺序记录：反映系统或设备状态的离散变化顺序记录。发生事故时，可以自动推出相应事故画面，画面闪烁和变色。在每个操作员工作站上的音响报警向操作员发出事故或故障警报。当发生故障或事故时，立即显示中文报警信息，音响报警可手动解除。音响报警可通过人机接口全部禁止，也可在线或离线编辑禁止或允许音响报警。事件和报警按时间顺序列表的形式出现。记录各个重要事件的动作顺序、事件发生时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）、事件名称、事件性质，并根据规定产生报警和报告。
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4 、控制调节功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求、选择控制设备并进行功率分配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备。
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1. 调节目标给定方式 1) 有功功率
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给定总有功功率设定值，总有功功率设定值可以有以下来源：由调度主站远方给定有功负荷曲线由当地预先录入有功负荷曲线由运行人员在控制室给定有功值由运行人员恢复满发
系统网络结构示意图
• 1 、子站与主站数据交互 • 复用原有的升压站监控系统专用远动通道，通过扩展104规约进行数据交互。升压站监控系统远动机自动接收主站下发指令并转发给AGC 、AVC系统；AGC、AVC系统通过升压站监控系统远动机上送主站所需信息。 • 当然也可以支持通过独立的功率控制（AGC/AVC）系统专用远动通

风电场有功与无功功率控制系统的调度与维护

风电场有功与无功功率控制系统的调度与维护近年来，随着全球能源危机的加剧以及环境保护的迫切需求，可再生能源逐渐成为全球能源发展的重要方向之一。

作为其中的重要组成部分，风能通过风力发电为人类提供了清洁、绿色的电力资源。

然而，由于风力的不可控性和不稳定性，风电场的有功与无功功率控制成为了风电发展中的一大挑战。

本文将深入探讨风电场有功与无功功率控制系统的调度与维护。

首先，风电场有功与无功功率控制系统的调度是指综合利用风能资源，保证风电场的有功和无功功率的平衡，实现电网稳定和电能质量的要求。

在风电场的调度中，需要兼顾风电机组的发电产能与电网的需求。

有功功率调度主要涉及发电机组的运行控制策略，以保证风电场的有功功率输出满足电网的负荷需求。

无功功率调度则是通过调节并控制风电场的无功功率输出，以维持电网的电压稳定。

因此，风电场有功与无功功率控制系统的调度是风电场正常运行的关键。

在风电场调度过程中，有功功率控制是维持电网运行稳定的核心。

其中，对风电机组的出力进行控制是影响有功功率输出的关键因素。

通常，一个风电场由多个风电机组组成，每个风电机组由一个或多个风力发电机组成。

为了实时掌握风电机组的运行状态，调度员需要关注风速、发电机组的性能特点、各机组之间的配合等因素。

根据电网的需求以及预测的风速变化，调度员会对风电机组的出力进行动态调整，保证风电场的有功功率的稳定输出，满足电网的负荷需求。

此外，风电机组的启停也是调度员重要的工作之一，根据电网负荷情况以及风电机组的可用性，合理安排机组的运行状态，确保风电场的有功功率的稳定调度。

除了有功功率的调度外，风电场的无功功率调度同样重要。

无功功率调度的目的是通过合理调整风电场的无功功率输出，维护电网的电压稳定，同时减少无功功率对电网损耗的影响。

在风电场的无功功率调度中，调度员需要根据电网电压的变化情况以及其与无功功率之间的关系，调整风电场的无功功率输出。

通过控制风电机组的无功功率，调度员可以合理维持电网的电压稳定范围，防止电网电压异常波动，保证供电质量和电网的安全稳定运行。

风力发电技术中功率控制方法

风力发电技术中功率控制方法摘要：风能发电在我国的应用规模已经比较较大，在2020年新建设的发电设施中风力发电占比34.6%，因此进一步研究风力发电技术，并充分提升风力发电的效率对于我国当前能源危机的问题解决有直接的帮助，并对我国新能源的进一步发展具有现实意义。

关键词：风力发电技术；功率控制；策略；发展态势1风力发电机械设施发展趋势1.1风电机组向大容量发展为了进一步提升风力发电的规模和减少设备资源的浪费，随着风电技术的不断突破，专家们不断的加大了风电机组的容量，从主流的1MW，开始向5MW的单机容量发展，而美国的风力发电机组已经可以达到7MW以上。

当前风电机组大容量级别的机身重量可达1100吨，三片组成风味长度超60米，旋翼最高点可达180米，而我国最大的单容量机组是在2021年10月安装完毕的甘肃景泰红山二期，就达到了5MW水平。

从研究表明，未来的风力发电机组将会向20MW甚至以上容量规模发展。

1.2海上风电发展加速随着陆上风力发电机组的规模越来越大，通过发展海上风电技术可以有效的减少对陆地资源的浪费，同时更好的利用丰富的海上风力，从而实现批量化和规模化生产，有效的降低风力发电的成本。

由中研网提供的数据，海上风电的每千瓦造价在17000元左右，当前我国在建的海上风电项目达到了6.4GW，并在不断的加大投入。

主要是在上海、浙江、山东、江苏等地进行大规模应用，预计在2025年海上风电的收益可以达到3108亿元。

1.3定桨矩向变桨和变速恒频发展由于定桨矩向的风力发电机在风能转化效率上的缺点，因此当前在风力技术上已经开始全面向变桨和变速恒频的技术方向发展。

通过风力机转速来实现的变速变桨运行模式可以有效的捕获最大风速，从而提升风能的转化效率，降低生产成本。

同时，通过变桨距不仅可以提升功率的输出稳定性，还可以减少风力对机组结构的荷载，提升风力发电机组的使用寿命。

但是复杂的机构结构来提升了风力发电机组的控制难度和故障率。

风力发电技术与功率控制策略

0引言当前，不仅我国尤为重视风力发电，其他国家也对其密切关注，将其确定为一种必须加大发展力度的新能源技术。

风力发电技术与功率控制策略文/李宁漠、荒岛及沿海的浅海中建造，占用耕地规模大大减少。

运用风力发电，不会产生废物或废气，不会对环境和人类造成影响。

例如，年发电量为 207 871.9毫瓦小时的风电场，与燃煤电厂相比，按照火电煤耗312 克每千瓦·时计算，每年可节约标煤66 700吨，每年可减少CO2排放量约170 800吨、SO2排放量约81.1吨、烟尘约6.6吨、氮氧化合物排放量约72.8吨。

2风力发电技术的基本发电原理风力发电主要是把风能变成机械能，然后将其转变成电力能源。

风力发电机组是风力发电中运用的一种设备装置，其主要可以分为3个部分，即塔架、风机主机、叶轮。

叶轮装置将风能转变成机械能，其主要包括：三片螺旋桨形状的桨叶、轮毂。

在风的作用下，桨叶上形成的气动力带动了叶轮的转动。

风力发电机的塔架，即一套为整个叶轮、风机主机提供支撑的构架。

在对塔架的高度进行设置时，需要全面考虑当地风速、实际环境地面障碍物以及叶轮直径大小对风速造成影响，确保设置塔架的高度符合风力发电机组实际工作的要求。

通常风机主机的组成部分包括：发电机、增速机、转体和尾翼，这些部分均发挥了重要作用。

实际工作中，在风力的作用下，风机叶轮开始旋转，借助增速机使旋转速度加快，向发电机传递机械能。

一般发电机转子均是使用励磁体或永磁体，利用定子绕阻切割磁力线促使电能产生，最后由发电机把机械能转化为电能。

为了保证叶轮在工作中一直对准风向，实现功率最大化，在实际使用时需要把尾翼安装在叶轮后，风力发电机的转体和尾翼可以保证叶轮一直和风向保持一致，以获得最大的风力作用力。

3风力发电技术的发展趋势3.1风力发电从陆地风电朝着海上风电发展现阶段，陆地上的风力发电应用范围越来越广，但陆地上风能充足，具有电力消纳能力且符合开发条件地方并不多，所以风力发电风能逐渐从陆地风能转移到海上风能。

风电场有功与无功功率控制系统的总体运维方案规划

风电场有功与无功功率控制系统的总体运维方案规划1. 引言随着能源需求的增长和环境保护的重要性，风能作为一种清洁、可再生的能源源源不断地受到关注。

风电场作为风能利用的主要手段之一，具有独特的优势和挑战。

在风电场的运维过程中，有功和无功功率的控制是一个关键问题，对于风电场的安全稳定运行具有重要意义。

本文将围绕风电场有功与无功功率控制系统的总体运维方案规划展开讨论。

2. 有功与无功功率的概念及作用2.1 有功功率控制有功功率是指风电场通过风力发电机组将风能转化为电能的能力。

有功功率控制系统主要实现对风电机组的负荷控制，确保风电场的电力输出满足需求，并维持电网的稳定运行。

2.2 无功功率控制无功功率是指风电机组在电网中产生的无功电力，用于提供电压调节等服务。

无功功率控制系统主要负责调节电网的电压，并提供电压稳定性支持，保证风电场的连续运行和电网的稳定运行。

3. 风电场有功与无功功率控制系统的运维需求3.1 系统稳定性要求风电场有功与无功功率控制系统必须保证系统的稳定性，避免出现过载、短路等故障，并及时发现和修复潜在的问题。

这需要建立完善的设备监测和故障诊断机制，并定期进行设备维护和检修。

3.2 节能降耗要求风电场有功与无功功率控制系统应该实现高效能量转换，降低损耗并提高发电效率。

通过合理运行和优化系统参数，可以减少能源消耗，提高风电场的经济效益。

3.3 响应外部要求风电场有功与无功功率控制系统还需要具备响应外部要求的能力，如电网调度指令、频率和电压调节要求等。

系统应具备灵活性和自适应性，能够根据实际情况做出相应的调整。

4. 风电场有功与无功功率控制系统的总体运维方案规划4.1 设备监测与故障诊断在风电场有功与无功功率控制系统中，应建立完善的设备监测和故障诊断机制。

通过安装传感器和监测设备，实时监测风电机组和控制系统的运行状态，及时发现异常情况，并进行故障诊断和排除。

4.2 定期维护和检修为确保系统的可靠性和稳定性，应定期进行设备维护和检修工作。

风力发电机组控制技术

与电网的稳定连接。
故障诊断与保护
实时监测风力发电机组的运行状态，发现异常情况及时采取保护措施，避免设备损坏。
控制策略的分类
直接控制策略
通过控制器直接调节执行器，实现风能的最大捕获和稳定运行。
优化控制策略
根据风能参数和机组状态，优化控制目标，实现最优控制效果。
智能控制策略
利用人工智能和机器学习技术，实现自适应和学习型的控制方式。
03
风力发电机组控制技术
风速控制技术
风速控制技术
通过控制风力发电机组的叶片角度和转速，实现风能的捕获
和利用。
风向标控制
利用风向标传感器监测风向变化，自动调整叶片角度，以适应不同风向。
变速控制
根据风速的变化，自动调整发电机组的转速，实现最佳功率输出。
偏航控制
通过偏航系统自动对准风向，提高风能利用率和发电效率。
偏航控制技术
自动对准风向
通过偏航系统自动调整机组的朝向，使叶片始终对准风向。
风向变化跟踪
根据风向变化自动调整机组的朝向，提高风能利用率。
减小振动
通过偏航控制减小机组的振动，提高机组的稳定性和寿命。
安全保护
在机组出现异常时，偏航系统可自动停机并报警。
液压与制动控制技术
液压系统控制
通过液压系统实现对机组各部件的精确控制，确保机组的稳定运行。
参数匹配问题
不同型号和规格的发电机组需要匹配不同的控制系统参数。解决方案包括根据实际情况调整控制参数，以及采用智能优化算法进行参数优化。
维护与保养的问题及解决方案
维护成本高昂
风力发电机组通常安装在偏远地区，维护成本较高。解决方案包括采用远程监控技术，定期进行远程检查和维护，以及优化维护计划以降低成本。

风电场技术标准

1.1 有功功率控制
1.1.1 风电机组应具有有功功率控制能力，接收并自动执行风电场发送的有功功率控制信号，有功功率控制范围可以在20％～100%（对应风况的最大输出功率）的范围内平稳调节。

1.1.2 风电机组应具有就地和远端有功功率控制的能力。

1.2 无功功率控制
1.2.1 风电机组应具有无功功率控制能力。

1.2.2 当风电场并网点的电压偏差在－10％～＋10％之间时，风电机组应能正常运行。

1.3 频率调节
1.3.1 电网频率变化在49.5Hz～50.5Hz范围内时，风电机组应具有连续运行的能力。

1.3.2 电网频率低于47.5Hz时，风电机组的持续运行能力根据风电机组允许运行的最低频率而定。

1.3.3 电网频率变化在47.5Hz～49.5 Hz范围内时，风电机组应具有至少运行10分钟的能力。

1.3.4 电网频率变化在50.5Hz～51Hz范围内时，风电机组应具有至少运行2分钟的能力。

1.4 低电压穿越
1.4.1 风电机组应具有低电压穿越能力。

1.4.2 风电机组应具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力。

1.4.3 风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电机组应具有不间断并网运行的能力。

6.4.4 在电网故障期间没有切出的风电机组，其有功功率在故障清除后应以至少10％额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的状态。

风电场有功与无功功率控制系统的性能监测与评估

风电场有功与无功功率控制系统的性能监测与评估风电场是当今世界上最主要的可再生能源之一，它能够有效地利用风能来产生电力。

在风电场的运行中，为了保证电网的稳定运行和优化风能的利用，有功与无功功率控制系统的性能监测与评估变得非常重要。

有功功率是指风电机组输出的实际功率，它是由风能转换为机械能然后再转换为电能的过程中产生的。

有功功率的控制是为了将风电机组的输出功率控制在额定功率范围内，避免超负荷运行或功率不足。

有功功率的监测与评估主要包括以下几个方面。

首先是对有功功率的测量与监测。

为了准确地了解风电场的有功功率输出情况，需要通过各种测量设备对有功功率进行实时监测。

通常使用的监测设备包括功率计、电能表以及监控系统等。

这些设备能够实时地记录风电机组的有功功率输出，帮助运维人员及时发现异常情况并采取相应的措施。

其次是对有功功率的评估与分析。

通过对有功功率的监测数据进行评估与分析，可以对风电机组的运行状况进行判断和分析。

评估的指标包括风电机组的实际输出功率是否与预期功率一致、风电场的发电效率是否达到预期水平等。

分析的结果可以为优化风电机组的运行提供依据，提高发电效率和经济效益。

再次是对无功功率的测量与监测。

无功功率是风电机组在运行过程中产生的没有功率负荷的电能。

无功功率的控制对于提高电网稳定性和防止系统故障非常重要。

通过对无功功率进行测量与监测，可以及时发现风电机组产生的无功功率异常，并采取相应的控制措施，保证电网的稳定运行。

最后是对无功功率的评估与分析。

无功功率的评估与分析主要是为了了解风电场的无功功率控制效果。

通过对无功功率的评估，可以判断风电机组是否能够按照要求输出所需的无功功率，避免电网中出现无功功率过高或过低的情况。

分析的结果可以为优化无功功率控制策略提供依据，提高电网的稳定性和供电质量。

总结起来，风电场有功与无功功率控制系统的性能监测与评估是风电场运行中非常重要的一部分，它能够帮助我们了解风电机组的输出情况以及电网的稳定性。

风电场有功功率控制系统研究与应用

风电场有功功率控制系统研究与应用风电场是由多台风力发电机组成的大型电力系统，其在风能资源丰富地区得到了广泛的应用。

由于风能的不稳定性和间歇性，风电场的有功功率控制显得尤为重要。

有功功率控制是指调节风电机组的输出功率，使其稳定在一定范围内，以满足电网对于有功功率的需求。

而有功功率控制系统则是实现这一功能的重要手段。

有功功率控制系统的研究和应用具有重要的意义。

风电场的有功功率控制直接影响着风电场的运行效率和稳定性，进而影响着风能在电力系统中的整体贡献。

有功功率控制系统的研究能够促进风力发电技术的进步和创新，推动风电产业的发展。

有功功率控制系统的应用还能够提高电力系统的稳定性和安全性，为清洁能源的大规模接入提供支撑。

有功功率控制系统的技术研究涉及到多个方面的内容，主要包括控制策略、控制器设计、系统建模与仿真等。

在控制策略方面，目前常见的有功功率控制策略包括变桨角控制、变风向机控制、整体控制等。

这些控制策略的目标是保证风电机组的输出功率在一定范围内，同时尽可能减小对电网的影响。

在控制器设计方面，需要设计出能够实时响应的控制器，以实现对风电机组输出功率的精确控制。

系统建模与仿真是对有功功率控制系统进行分析和优化的重要手段，通过建立风电场的数学模型，可以对有功功率控制系统进行仿真，验证不同控制策略的效果，从而指导实际应用。

风电场有功功率控制系统的技术研究还需要考虑多种复杂的环境因素和外部条件，如风场变化、负荷变化、网侧故障等，这些因素都对有功功率控制系统的稳定性和鲁棒性提出了更高的要求。

有功功率控制系统的技术研究是一个复杂而又富有挑战的领域。

有功功率控制系统的应用实践是将理论研究转化为实际应用的关键环节。

在实际应用中，有功功率控制系统需要考虑风电场的实际运行情况和电力系统的实际需求，因此需要根据不同的风电场特点和电网接入情况进行具体的优化设计。

在风电场的实际应用中，有功功率控制系统需要结合风场的特点和具体控制策略，根据风速、风向等环境条件实时调整风电机组的输出功率，以保证风电场的运行稳定性和电网的安全性。