基于智能分群的风电场扇区分布式协同调控方法及应用研究

先进制造与自动化

针对大型风电场尾流效应难题，研究风力发电机组单机的偏航控制优化策略，提高机组偏航控制品质。从建立单机尾流模型出发，计算和绘制机组下游流场风速分布，通过基于风机地理位置信息的空间叠加方法得到风电场级流场模型，并对场内各个机组尾流效应的扇区分布以及功率影响进行全局计算，得到场级的扇区控制策略。最后将尾流模型与场内机组偏航指令有效结合，实现风电场多机组偏航协同控制，提高风电场发电量。

创新点

1、提出机组→场/群层面结合的扇区管理控制策略，实现以全场发电量为目标的多机群协同偏航控制

2、基于实际地形数据和新型工程尾流模型，提出面向现场的风电场流场快速建模技术

3、基于目标机组 SCADA 数据和激光雷达实测数据，提出多源数据驱动的风电机组偏航误差优化校准方法

本技术应用于风力发电领域的风电场场级控制层面，属于风电场能量管理的重要组成部分。通过合理地调节风电机组偏航角度，在一定程度上减小机组间尾流耦合作用造成的发电损失，提高整个风电场的能量利用效率，通过偏航协同优化策略减小机组间尾流效应造成的发电损失，提升风电场整体发电效率，适用于存在显著尾流效应的大型风电场提效。

我国目前大型风电场缺乏主动扇区管理策略，且机组偏航控制策略较为单一，未能综合考虑风场不同机组之间、同一机组不同风况下的性能差异，导致机组对风动作频繁或对风失准，影响机组和整场的发电量及疲劳性能。本技术将偏航控制系统与机组尾流等方面的特性相结合，合理有效地降低前排机组对后排机组的影响，以提升总体发电量。满足我国在风电行业的技术发展需求。

发明专利

1、一种风电场流场耦合特性评估与智能分群方法及系统.林忠伟；曲晨志；韩翔宇；陈振宇；谢镇；李宜霖；王瑞田. 2、一种风电场扇区优化方法及系统.林忠伟；陈振宇；谢镇；曲晨志；韩翔宇. 3、一种风电机组偏航校准方法及系统.林忠伟；曲晨志；王传玺；陈振宇；韩翔宇；谢镇；王瑞田. 4、风电场智能扇区管理系统上位机软件 v1.0（软件著作权）