本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，由于大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)，風(fēng)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性已經(jīng)給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)，尤其是風(fēng)電功率短時(shí)間、大幅度的波動(dòng)將給電網(wǎng)帶來(lái)巨大沖擊，對(duì)電網(wǎng)的調(diào)頻能力尤其是快速調(diào)頻能力提出了更高要求?！禛B/T19963-2011風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》對(duì)正常運(yùn)行情況下風(fēng)電場(chǎng)有功功率1min有功功率變化和10min有功功率變化限值提出了具體要求，因此有必要在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基礎(chǔ)上研究風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化的控制方法，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

常規(guī)的風(fēng)電控制方法都是基于風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前工況，沒(méi)有利用功率預(yù)測(cè)結(jié)果，因而要實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制，一般是在當(dāng)前功率基礎(chǔ)上加上一個(gè)既滿足1min有功功率變化限值又滿足10min有功功率變化限值的固定限值進(jìn)行控制，這樣勢(shì)必造成每一控制周期都對(duì)風(fēng)電場(chǎng)下發(fā)控制指令進(jìn)行控制，給風(fēng)電場(chǎng)造成了不必要的發(fā)電量損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：目前的現(xiàn)有技術(shù)是在當(dāng)前功率基礎(chǔ)上加上一個(gè)既滿足1分鐘的有功功率變化限值又滿足10分鐘的有功功率變化限值的固定限值進(jìn)行控制，這樣會(huì)使得每一控制周期都得對(duì)風(fēng)電場(chǎng)下發(fā)控制指令進(jìn)行控制，給風(fēng)電場(chǎng)造成發(fā)電量損失。

為解決上面的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制方法，該方法包括如下步驟：

S1，讀取風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)1分鐘功率變化率限值和10分鐘功率變化率限值，同時(shí)清空任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中的記錄；

S2，讀取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)及之前的風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的1分鐘時(shí)間間隔歷史數(shù)據(jù)，作為預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)造支持向量回歸預(yù)測(cè)模型，所述模型根據(jù)預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速；

S3，讀取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)及之前的風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的10分鐘平均值和風(fēng)電場(chǎng)有功功率的10分鐘平均值的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)所述的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線；

S4，根據(jù)S2中的預(yù)測(cè)風(fēng)速以及S3中的風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率；

S5，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前功率、S4中的預(yù)測(cè)功率以及S1中的1分鐘功率變化率限值和10分鐘功率變化率限值，計(jì)算1分鐘功率變化率和10分鐘功率變化率，并判斷該功率變化率是否越限，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率進(jìn)行控制，最后返回到S2。

進(jìn)一步地，所述S5中的判斷該功率變化率是否越限，如果越限，則計(jì)算變化率不越限情況下當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值；如果不越限，則對(duì)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率不進(jìn)行控制，設(shè)置為自由發(fā)電狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述S3中還包括：

S31，讀取風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的在任一個(gè)10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值和風(fēng)電場(chǎng)的有功功率在任一個(gè)10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值的歷史數(shù)據(jù)；

S32,將風(fēng)速數(shù)據(jù)在0-30m/s范圍內(nèi)平均分成多個(gè)區(qū)間，統(tǒng)計(jì)每一個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)的平均風(fēng)速和平均功率，生成風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線。

進(jìn)一步地，所述S4中還包括：

S41，根據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后的風(fēng)速所在的風(fēng)速區(qū)間，在S32中的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速-功率曲線中查找與該風(fēng)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的平均功率作為該時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后的預(yù)測(cè)功率；

S42，根據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)在10分鐘后的風(fēng)速所在的風(fēng)速區(qū)間，在S32中風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速-功率曲線中查找與該風(fēng)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的平均功率作為該時(shí)間點(diǎn)在10分鐘后的預(yù)測(cè)功率。

進(jìn)一步地，所述S5中還包括：

S51，讀取風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的功率以及該時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率；

S52，在任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中刪除越限時(shí)刻小于或等于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的10分鐘后功率變化率越限過(guò)程；

S53，計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后功率變化率，設(shè)置功率變化率越限標(biāo)志為不越限；

S54，如果當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)10分鐘后的功率變化率不越限，則執(zhí)行S55；否則,將該時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的10分鐘后變化率越限過(guò)程存入任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中，設(shè)置功率變化率越限標(biāo)志為10分鐘后越限，轉(zhuǎn)入步驟S56；

S55,如果當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的功率變化率不越限，設(shè)置功率變化率標(biāo)志為不越限，執(zhí)行S56；否則，設(shè)置功率變化率標(biāo)志為1分鐘后越限，執(zhí)行S56；

S56，在記錄的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中搜索第一個(gè)任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程，其越限時(shí)刻覆蓋到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后，如果有則按照搜索到的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程記錄的功率值和越限時(shí)刻以及-10分鐘后的功率變化率限值來(lái)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值，返回S2；否則執(zhí)行S57；

S57，當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為不越限時(shí)對(duì)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率不進(jìn)行控制，設(shè)置為自由發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為10分鐘后越限時(shí)，則按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際功率和10分鐘功率變化值限值計(jì)算10分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值；當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為1分鐘后越限時(shí)，則按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際功率和1分鐘功率變化值限值計(jì)算1分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值，最后返回S2。

進(jìn)一步地，所述S5中任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中保存任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程，所述的過(guò)程包括：任一時(shí)間點(diǎn)的功率值、該時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限時(shí)刻。

進(jìn)一步地，所述S56中判斷任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中第一個(gè)任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程覆蓋到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的判據(jù)包括：

t+1≤t₁₀

式中，t₁₀為任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程記錄的越限時(shí)刻，以分鐘為單位；t為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，以分鐘為單位。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，基于超前1分鐘和超前10分鐘的超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果，在風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際風(fēng)況急劇變化導(dǎo)致功率短時(shí)間、大幅度波動(dòng)時(shí)，能夠?qū)L(fēng)電場(chǎng)功率變化率限制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的變化率限值以下，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少對(duì)快速調(diào)頻電源的要求，同時(shí)與常規(guī)算法相比能夠明顯減少控制次數(shù)，降低風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量損失。

本發(fā)明還涉及一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：初始化模塊、風(fēng)速預(yù)測(cè)模塊、風(fēng)速-功率曲線生成模塊、功率預(yù)測(cè)模塊和功率控制指令計(jì)算模塊；

所述初始化模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)1分鐘功率變化率限值和10分鐘功率變化率限值，同時(shí)清空任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中的記錄；

所述風(fēng)速預(yù)測(cè)模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的歷史數(shù)據(jù)，作為預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)造支持向量回歸預(yù)測(cè)模型，所述模型根據(jù)預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速；

所述風(fēng)速-功率曲線生成模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的平均值和風(fēng)電場(chǎng)的有功功率的平均值的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)所述的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線；

所述功率預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的平均值和風(fēng)電場(chǎng)有功功率平均值的歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)功率；

所述控制指令計(jì)算模塊，用于根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前功率以及預(yù)測(cè)功率，計(jì)算功率變化率不越限情況下風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值。

進(jìn)一步地，所述初始化模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)1分鐘功率變化率限值和10分鐘功率變化率限值，清空任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表；所述風(fēng)速預(yù)測(cè)模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速每1分鐘間隔歷史數(shù)據(jù)，作為預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)造支持向量回歸預(yù)測(cè)模型分別預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速；所述風(fēng)速-功率曲線生成模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的任一時(shí)間點(diǎn)的10分鐘平均值和任一時(shí)間點(diǎn)的10分鐘有功功率平均值的歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線。

進(jìn)一步地，所述功率預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的在任一10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值和風(fēng)電場(chǎng)有功功率在任一10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值的歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率；所述控制指令計(jì)算模塊，用于根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前功率以及當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率，計(jì)算功率變化率不越限情況下當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，基于超前1分鐘和超前10分鐘的超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果，在風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際風(fēng)況急劇變化導(dǎo)致功率短時(shí)間、大幅度波動(dòng)時(shí)，能夠?qū)L(fēng)電場(chǎng)功率變化率限制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的變化率限值以下，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少對(duì)快速調(diào)頻電源的要求，同時(shí)與常規(guī)算法相比能夠明顯減少控制次數(shù)，降低風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量損失。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制方法示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制方法，該控制方法包括如下步驟：S1，讀取風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)1分鐘功率變化率限值和10分鐘功率變化率限值，同時(shí)清空任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中的記錄；

S2，讀取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)及之前的風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的1分鐘時(shí)間間隔歷史數(shù)據(jù)，作為預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)造支持向量回歸預(yù)測(cè)模型，所述模型根據(jù)預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速；

S3，讀取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)及之前的風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的10分鐘平均值和風(fēng)電場(chǎng)有功功率的10分鐘平均值的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)所述的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線，其中包括：讀取風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的在任一個(gè)10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值和風(fēng)電場(chǎng)的有功功率在任一個(gè)10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值的歷史數(shù)據(jù)；

S32,將風(fēng)速數(shù)據(jù)在0-30m/s范圍內(nèi)平均分成多個(gè)區(qū)間，統(tǒng)計(jì)每一個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)的平均風(fēng)速和平均功率，生成風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線。

S4，根據(jù)S2中的預(yù)測(cè)風(fēng)速以及S3中的風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率，其中包括：S41，根據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后的風(fēng)速所在的風(fēng)速區(qū)間，在S32中的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速-功率曲線中查找與該風(fēng)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的平均功率作為該時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后的預(yù)測(cè)功率；

S42，根據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)在10分鐘后的風(fēng)速所在的風(fēng)速區(qū)間，在S32中風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速-功率曲線中查找與該風(fēng)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的平均功率作為該時(shí)間點(diǎn)在10分鐘后的預(yù)測(cè)功率。

S5，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前功率、S4中的預(yù)測(cè)功率以及S1中的1分鐘功率變化率限值和10分鐘功率變化率限值，計(jì)算1分鐘功率變化率和10分鐘功率變化率，并判斷該功率變化率是否越限，其中判斷該功率變化率是否越限，如果越限，則計(jì)算變化率不越限情況下當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值；如果不越限，則對(duì)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率不進(jìn)行控制，設(shè)置為自由發(fā)電狀態(tài)，最后返回到S2。

其中S5中具體步驟為：

S51，讀取風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的功率以及該時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率；

S52，在任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中刪除越限時(shí)刻小于或等于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的10分鐘后功率變化率越限過(guò)程；

S53，計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后和10分鐘后功率變化率，設(shè)置功率變化率越限標(biāo)志為不越限；

S54，如果當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)10分鐘后的功率變化率不越限，則執(zhí)行S55；否則,將該時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的10分鐘后變化率越限過(guò)程存入任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中，設(shè)置功率變化率越限標(biāo)志為10分鐘后越限，轉(zhuǎn)入步驟S56；

S55,如果當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的功率變化率不越限，設(shè)置功率變化率標(biāo)志為不越限，執(zhí)行S56；否則，設(shè)置功率變化率標(biāo)志為1分鐘后越限，執(zhí)行S56；

S56，在記錄的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中搜索第一個(gè)任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程，其越限時(shí)刻覆蓋到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后，如果有則按照搜索到的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程記錄的功率值和越限時(shí)刻以及-10分鐘后的功率變化率限值來(lái)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值，返回S2；否則執(zhí)行S57，其中判斷任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中第一個(gè)任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程覆蓋到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的判據(jù)包括：

t+1≤t₁₀

式中，t₁₀為任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程記錄的越限時(shí)刻，以分鐘為單位；t為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，以分鐘為單位。

S57，當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為不越限時(shí)對(duì)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率不進(jìn)行控制，設(shè)置為自由發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為10分鐘后越限時(shí)，則按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際功率和10分鐘功率變化值限值計(jì)算10分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值；當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為1分鐘后越限時(shí)，則按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際功率和1分鐘功率變化值限值計(jì)算1分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值，最后返回S2。

上述S5中的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中保存任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程，所述的過(guò)程包括：任一時(shí)間點(diǎn)的功率值、該時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限時(shí)刻。

如圖3所示，一種風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：初始化模塊、風(fēng)速預(yù)測(cè)模塊、風(fēng)速-功率曲線生成模塊、功率預(yù)測(cè)模塊和功率控制指令計(jì)算模塊；

初始化模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量，清空任一時(shí)間點(diǎn)在10分鐘后的功率變化率越限過(guò)程鏈表；

風(fēng)速預(yù)測(cè)模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速每1分鐘間隔歷史數(shù)據(jù)，作為預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)造支持向量回歸預(yù)測(cè)模型分別預(yù)測(cè)任一時(shí)間點(diǎn)在1分鐘和10分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速；

風(fēng)速-功率曲線生成模塊，用于讀取風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的任一時(shí)間點(diǎn)在10分鐘平均值和任一時(shí)間點(diǎn)在10分鐘有功功率平均值的歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線；

功率預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的在任一10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值和風(fēng)電場(chǎng)有功功率在任一10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值的歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)任一時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率；

控制指令計(jì)算模塊，用于根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前功率以及任一時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率，計(jì)算任一時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后功率變化率不越限情況下風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值。

實(shí)施例

S1，讀取風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量P_rate，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)1分鐘功率變化率限值和10分鐘功率變化率限值，同時(shí)清空任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中的記錄；1分鐘功率變化率限值P_L1計(jì)算公式如下，

10分鐘功率變化率限值P_L10計(jì)算公式如下，

S2，讀取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)及以前的風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的1分鐘時(shí)間間隔歷史數(shù)據(jù)，作為預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)造支持向量回歸預(yù)測(cè)模型，所述模型根據(jù)預(yù)測(cè)輸入樣本數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速；其中支持向量回歸預(yù)測(cè)模型核函數(shù)采用徑向基(Radial Basis function，RBF)核函數(shù)。

S3，讀取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)及以前的風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的平均值和風(fēng)電場(chǎng)的有功功率的平均值的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)所述的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線；

S31，讀取風(fēng)電場(chǎng)中所有風(fēng)電機(jī)組的平均風(fēng)速或測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速的在任一個(gè)10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值和風(fēng)電場(chǎng)的有功功率在任一個(gè)10分鐘時(shí)間段內(nèi)的平均值的歷史數(shù)據(jù)。

S32,將風(fēng)速數(shù)據(jù)在0-30m/s范圍內(nèi)按0.5m/s的區(qū)間分段，統(tǒng)計(jì)每一個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)的平均風(fēng)速和平均功率，生成風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線。每個(gè)風(fēng)速區(qū)間所對(duì)應(yīng)的平均風(fēng)速和平均功率根據(jù)以下公式計(jì)算：

式中：P_i為第i個(gè)風(fēng)速區(qū)間的平均功率；

V_i為第i個(gè)風(fēng)速區(qū)間的平均風(fēng)速；

P_i,j為第i個(gè)風(fēng)速區(qū)間第j個(gè)10分鐘平均功率；

V_i,j為第i個(gè)風(fēng)速區(qū)間第j個(gè)10分鐘平均風(fēng)速；

N_i為第i個(gè)風(fēng)速區(qū)間的風(fēng)速-功率數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)。

S4，根據(jù)S2中的預(yù)測(cè)風(fēng)速以及S3中的風(fēng)電場(chǎng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)速-功率曲線，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的預(yù)測(cè)功率P_p1和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率；

S41，根據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后的風(fēng)速所在的風(fēng)速區(qū)間，在S32中的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速-功率曲線中查找與該風(fēng)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的平均功率作為該時(shí)間點(diǎn)在1分鐘后的預(yù)測(cè)功率P_p1。

S42，根據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)在10分鐘后的風(fēng)速所在的風(fēng)速區(qū)間，在S32中風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速-功率曲線中查找與該風(fēng)速區(qū)間對(duì)應(yīng)的平均功率作為該時(shí)間點(diǎn)在10分鐘后的預(yù)測(cè)功率P_p10。

如圖2所示，S5，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前功率P_r、S4中的預(yù)測(cè)功率P_p1和P_p10以及S1中的1分鐘功率變化率限值P_L1和10分鐘功率變化率限值P_L10，計(jì)算1分鐘功率變化率r₁和10分鐘功率變化率r₁₀，并判斷該功率變化率是否越限，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)有功功率變化率進(jìn)行控制，最后返回到S2。其中具體的步驟如下：

S51，讀取風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的功率P_r以及該時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的預(yù)測(cè)功率P_p1和10分鐘后的預(yù)測(cè)功率P_p10；

S52，在任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中刪除越限時(shí)刻t₁₀≤當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)t的在10分鐘后功率變化率越限過(guò)程；

S53，計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后功率變化率r₁和10分鐘后功率變化率r₁₀；當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后功率變化率r₁計(jì)算公式如下，

r₁＝|P_p1-P_r|

當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率計(jì)算公式如下，

r₁₀＝|P_p10-P_r|

S54，如果當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)10分鐘后的功率變化率r₁₀不越限即r₁₀≤P_L10，則執(zhí)行S55；否則(即r₁₀＞P_L10),將該時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的10分鐘后功率變化率越限過(guò)程存入任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中，設(shè)置功率變化率標(biāo)志為1分鐘后越限，執(zhí)行S56；

S55,如果當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的功率變化率r₁不越限即r₁≤P_L1，設(shè)置功率變化率標(biāo)志為不越限，執(zhí)行S56；否則(即r₁＞P_L1)，設(shè)置功率變化率標(biāo)志為1分鐘后越限，執(zhí)行S56；

S56，在記錄的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表中搜索第一個(gè)任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程，其越限時(shí)刻覆蓋到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后，如果有則按照搜索到的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程記錄的功率值和越限時(shí)刻、當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)實(shí)際功率值P_r以及10分鐘后的功率變化率限值P_L10來(lái)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值P_t，返回S2；否則執(zhí)行S57；其中還包括：按照搜索到的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程記錄的功率值和越限時(shí)刻、當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)實(shí)際功率值P_r以及10分鐘后的功率變化率限值P_L10來(lái)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值P_t的公式如下，

式中t₁₀為搜索到的任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后的功率變化率越限過(guò)程記錄的越限時(shí)刻，以分鐘為單位；t為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，以分鐘為單位；P_r10為搜索到的任一時(shí)間點(diǎn)在10分鐘后的變化越限過(guò)程記錄的當(dāng)時(shí)功率值。

S57，當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為不越限時(shí)對(duì)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率不進(jìn)行控制，設(shè)置為自由發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為10分鐘后越限時(shí)，則按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際功率P_r和10分鐘功率變化值限值P_L10計(jì)算10分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值P_t；當(dāng)功率變化率越限標(biāo)志為1分鐘后越限時(shí)，則按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際功率P_r和1分鐘功率變化值限值計(jì)算1分鐘后風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值，最后返回S2。按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際功率P_r和10分鐘功率變化率限值P_L10計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值P_t的公式如下，

按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際功率P_r和1分鐘功率變化率限值P_L1計(jì)算當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的風(fēng)電場(chǎng)功率的控制目標(biāo)值P_t的公式如下，

另外還有對(duì)于上述S56中在任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表搜索第一個(gè)任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程覆蓋到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)1分鐘后的判據(jù)包括：

t+1≤t₁₀

式中，t₁₀為任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程記錄的越限時(shí)刻，以分鐘為單位；t為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，以分鐘為單位。

下面是具體的例子

假設(shè)8:00系統(tǒng)初始化開(kāi)始運(yùn)行，讀入風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量為60MW，計(jì)算1分鐘功率變化率限值為6MW，10分鐘功率變化率限值為20MW，清空任一時(shí)間點(diǎn)10分鐘后功率變化率越限過(guò)程鏈表(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為10分鐘越限鏈表)，實(shí)際計(jì)算過(guò)程如下：

8:00的功率實(shí)際值是18MW，8:01(1分鐘后)的預(yù)測(cè)功率是20MW，8:10(10分鐘后)的預(yù)測(cè)功率為35MW，則設(shè)置功率變化率標(biāo)志為不越限，則對(duì)8:01的風(fēng)電場(chǎng)功率不進(jìn)行控制，設(shè)置為自由發(fā)電狀態(tài)。

8:01的功率實(shí)際值是20MW，8:02(1分鐘后)的預(yù)測(cè)功率是28MW，8:11(10分鐘后)的預(yù)測(cè)功率為38MW，則設(shè)置功率變化率標(biāo)志為1分鐘后越限，由于10分鐘越限過(guò)程鏈表為空，則按1分鐘功率變化率限值6MW計(jì)算8:02的控制目標(biāo)值為20+6＝26MW。

8:02的功率實(shí)際值是24MW，8:03(1分鐘后)的預(yù)測(cè)功率是32MW，8:12(10分鐘后)的預(yù)測(cè)功率為46MW，則設(shè)置功率變化率標(biāo)志為10分鐘后越限，則將(8:02,8:12,24MW)存入10分鐘越限過(guò)程鏈表中，并按10分鐘越限過(guò)程(8:02,8:12,24MW)以及10分鐘功率變化率限值20MW計(jì)算8:02的控制目標(biāo)值為24+(20-|24-24|)/10＝26MW。(這是因?yàn)?0分鐘功率變化率限值20MW折算為1分鐘功率變化率2MW小于1分鐘功率變化率限值6MW)。

8:03的功率實(shí)際值是25MW，8:04(1分鐘后)的預(yù)測(cè)功率是32MW，8:13(10分鐘后)的預(yù)測(cè)功率為44MW，則設(shè)置功率變化率標(biāo)志為1分鐘后越限，搜索10分鐘越限過(guò)程鏈表中10分鐘越限過(guò)程(8:02,8:12,24MW)覆蓋到8:04，則按10分鐘越限過(guò)程(8:02,8:12,24MW)以及10分鐘功率變化率限值20MW計(jì)算8:04的控制目標(biāo)值為25+(20-|25-24|)/9＝27.11MW。

在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。