考虑迟延的风电场模型预测尾流优化控制

作     者：魏赏赏 许昌 阎洁 赵振宙 

作者机构：华北电力大学新能源学院 河海大学能源与电气学院 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：政府间国际科技创新合作重点专项(2019YFE0104800) 国家自然科学基金项目（52106238、52209109） 

主　　题：风电场 尾流控制 模型预测 尾流迟延 

摘      要：降低风电场出力波动性有利于促进电网友好运行，而尾流优化控制是降低整场出力波动的重要措施。现有尾流优化控制大都基于稳态模型，却忽略尾流动态迟延特性。但尾流迟延在风速不确定性基础上会进一步增加风电场出力的波动性。为此，本文基于稳态尾流模型辅以迟延计算，构建了风电场准稳态尾流模型以同时兼顾尾流干涉作用与动态迟延特性。在此基础上提出一种考虑迟延的模型预测平稳控制方法（MPC-D），以指令跟踪与功率波动最小为目标协调各机组出力。最后在WFSim上构建含33台机组的风电场仿真模型，并基于此分析了尾流迟延对风电机组以及整场运行性能影响。结果表明，所建准稳态尾流模型能同时模拟尾流速度损失、机组功率迟延和整场功率阶梯变化等特性。并且MPC-D所得整场出力较基于稳态模型的控制方法平均相对误差、均方根误差以及滑动均方根误差均得到改善，同时能防止机组桨距角频繁动作。