风电场有功功率和频率控制

风电场控制其有功输出方式包括切出风电机组、切出整个风电场、对于变桨距风电机组可以调整其有功输出水平，随着风电场装机规模增大，风电场应具备有功功率调节能力，装设有功功率控制系统，能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。

1.有功功率变化限制

风电场有功功率变化限值应根据所接入电网的调频能力及其他电源调节特性，由电网调度部门确定。GB/T 19963—2011《风电场接入电力系统技术规定》对风电场有功功率的基本要求如下：

1）风电场应符合DL/T 1040—2007的规定，具备参与电力系统调频、调峰和备用的能力。

2）风电场应配置有功功率控制系统，具备有功功率调节能力。

3）当风电场有功功率在总额定出力的20%以上时，对于场内有功出力超过额定容量的20%的所有风电机组，能够实现有功功率的连续平滑调节，并参与系统有功功率控制。

4）风电场应能够接收并自动执行电力系统调度机构下达的有功功率及有功功率变化的控制指令，风电场有功功率及有功功率变化应与电力系统调度机构下达的给定值一致。

风电场并网风速增长过程中以及风电场的正常停机，风电场有功功率变化应当满足电网调度部门的要求。有功功率变化包括1min有功功率变化和10min有功功率变化，变化限值的推荐值见表4-2。

表4-2 正常运行情况下风电场有功功率变化最大限值

因风速降低或风速超出切机风速而引起的风电场有功功率变化超出最大有功功率变化限值的情况可以不受表4-2约束。

2.紧急控制

在电网紧急情况下，风电场应根据电网调度部门的指令来控制其输出的有功功率，主要有以下三个方面的内容。

1）电网故障或特殊运行方式下要求降低风电场有功功率，以防止输电设备发生过载，确保电力系统稳定性。

2）当电网频率高于50.2Hz时，依据电网调度部门指令降低风电场有功功率，严重情况下可以切除整个风电场。(www.xing528.com)

3）若风电场的运行危及电网安全稳定，电网调度部门有权暂时将风电场切除。

3.风电场功率预测

Q/GDW 392—2009《风电场接入电网技术规定》中规定风电场应配置风电功率预测系统，要求预测系统应具有0～48h短期风电功率预测以及15min～4h超短期风电功率预测功能。

风电场每15min应自动向电网调度部门滚动上报未来15min～4h的风电场发电功率预测曲线，预测值的时间分辨率为15min。

风电场每天按照电网调度部门规定的时间上报次日0～24h风电场发电功率预测曲线，预测值的时间分辨率为15min。

目前国内还没有比较成熟完善的风电功率预测系统，通过风电场功率预测系统的建设，电网调度部门可以对风电进行有效调度和科学管理，提高电网接纳风电的能力，根据风电场功率预测结果，可以合理安排常规能源发电计划，较少系统旋转备用容量，提高整个电力系统运行的经济性；同时可以合理安排运行方式和应对措施，提高电网的安全性和可靠性。

4.风电场频率适应能力

我国关于风电场对系统频率的适应能力要求如下：

1）电网频率低于48Hz，应根据风电场内风电机组允许运行的最低频率而定。

2）电网频率为48～49.5Hz，每次频率低于49.5Hz时要求风电场至少能运行10min。

3）电网频率为49.5～50.2Hz，风电场必须连续运行。

4）电网频率高于50.2Hz，每次频率高于50.2Hz时，要求风电场至少能运行2min，并且执行电网调度部门下达的高周切机策略，不允许停止状态的风电机组并网。

上述规定频率范围为48～50.2Hz，目前国外相关技术规定中德国标准频率范围为47.5～51.5Hz，丹麦标准频率范围为47～52Hz，英国标准频率范围为47.5～55Hz，各国标准存在一定差异，考虑到国内风电机组制造水平尚处于完善阶段，我国制定的标准相对宽松一些。