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随着化石能源储存量的不断减少和环境问题的日益严重,风力发电作为最主要的清洁能源利用形式之一,得到了快速的发展。从长远来看,实现风电场可控运行,将风电场纳入电网的调度体系,是大型风电场安全并网运行的发展趋势。因此,风电场的有功功率控制已成为风电场并网发电迫切需要解决的关键问题。 本文针对大规模风电场内机组的协调优化问题,主要从风电场内各机组有功功率优化分配、机组的运行优化与协调控制方面展开研究工作。在对风电场有功功率进行优化时,分析影响风电场有功功率优化的因素。首先考虑风场内风速的变化,基于空间相关性的思想,根据风电机组之间的位置排布关系,构造了一种考虑风力机尾流效应的空间相关模型,用来模拟风电场内风力机之间输入风速的关系。并通过模型的求解计算,得到了风电场内各机组的有效输入风速。其次,基于风速和功率的超短期预测,以优化风场出力和降低风场内部损耗为优化目标,建立了针对风电场内部有功功率优化的数学模型,对风电场内的各机组进行功率优化配置。再者,采用向量评价遗传算法对所建立的优化模型进行求解计算,在本文提出的风电场内机组有功出力优化模型基础上,以风机转速和桨矩角为控制变量,建立风电场有功功率控制系统,提出相应的有功控制策略。仿真结果表明,本文所提方法通过同时改变机组转速和桨距角,能够调节发电机的输出功率,并有效地提升风场的输出功率,同时平滑风电场的输出。