1.本发明涉及控制技术技术领域，具体涉及一种风力发电系统及其风机控制方法。
背景技术：2.风电作为一种可再生清洁能源受到世界各国的广泛重视。近年来，我国风力发电产业也发展迅速。但因自然风速的间歇性和随机性，风力发电系统并网时功率波动性较强，对电网稳定性的影响也日益明显。为此，风力发电系统接入标准中明确要求系统应具备功率调节能力，能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。
3.此外，针对风力发电系统中的风电控制系统来说，合理优化地将电网调度指令分配给风力发电系统中各个风电机组，也是提高风力发电系统功率相应能力的必要保证。
4.目前，风力发电系统中风机控制方法一般分为升降比例控制和启停控制。其中，升降比例控制因风机存在较多机械式传动装置，磨损高，导致限功率高于停机成本。而启停控制缺乏有效的停机或者启动选择策略，导致故障率高。
技术实现要素：5.对此，本技术提供一种风力发电系统及其风机控制方法，以解决现有采用升降比例控制因风机存在较多机械式传动装置，磨损高，导致限功率高于停机成本，以及采用启停控制缺乏有效的停机或者启动选择策略，导致故障率高的问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
7.本发明第一方面公开了一种风力发电系统的风机控制方法，应用于所述风力发电系统中的控制器，所述方法包括：
8.确定所述风力发电系统的当前目标有功功率；
9.基于所述当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合所述风力发电系统当前状态的目标控制策略；其中，所述预设控制策略集合包括若干种控制策略；
10.基于所述目标控制策略，控制所述风力发电系统中相应的风机启动或停机。
11.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，基于所述当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合所述风力发电系统当前状态的目标控制策略，包括：
12.确定出所述预设控制策略集合中各个控制策略所对应的判断条件及判断优先次序；
13.按照所述判断优先次序，分别判断所述当前目标有功功率是否满足所述预设控制策略集合中各个控制策略对应的判断条件；
14.将满足判断条件的控制策略作为所述目标控制策略。
15.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，所述预设控制策略集合包括：第一限功率停机策略、第二限功率停机策略、第三限功率停机策略及升功率启动策略。
16.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，所述第一限功率停机策略对应的判断条件为：pt《p
run
δ或pt《p
run-δ；
17.所述第二限功率停机策略对应的判断条件为：pt《p
run
p
alarm
δ或pt《p
run
p
alarm-δ；
18.所述第三限功率停机策略对应的判断条件为：pt《p
run
p
alarm
p
fault
δ或pt《p
run
p
alarm
p
fault-δ；
19.所述升功率启动策略对应的判断条件为：pt＞p
run
p
alarm
p
fault
δ或pt＞p
run
p
alarm
p
fault-δ；
20.其中，pt为当前目标有功功率，p
sum
为风电发电系统的当前总功率，p
run
为风电发电系统中处于正常运行状态下各个风机的运行总功率，δ为预设死区，p
alarm
为风电发电系统中处于告警状态下各个风机的告警总功率，p
fault
为风电发电系统中处于故障状态下各个风机的故障总功率。
21.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，在判断出pt《p
sum
δ或pt《p
sum-δ之后，各个控制策略的判断优先次序为：
22.所述第一限功率停机策略高于所述第二限功率停机策略；
23.所述第二限功率停机策略高于所述第三限功率停机策略；
24.所述第三限功率停机策略等于所述升功率启动策略。
25.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，所述预设控制策略集合，还包括：第四限功率停机策略及第五限功率停机策略。
26.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，所述第四限功率停机策略对应的判断条件为：kaver-λ《ki《kaver λ；
27.所述第无五限功率停机策略对应的判断条件为：kaver-λ》ki或ki》kaver λ；
28.其中，kaver＝∑ki/n；ki为风力发电系统中风机的实发比例，n为风力发电系统中风机数量，λ为预设比例死值。
29.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，判断优先次序为：所述第一限功率停机策略高于所述第四限功率停机策略；
30.所述第四限功率停机策略等于所述第五限功率停机策略。
31.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，基于所述目标控制策略，控制所述风力发电系统中相应的风机启动或停机，包括：
32.按照所述目标控制策略对应的风机选取原则，确定出相应的启停风机子集；
33.基于所述目标控制策略的类型，控制所述启停风机子集中的各个风机启动或停机。
34.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，若所述目标控制策略为第一限功率停机策略，则所述风机选取原则为故障风机及告警风机优先原则；
35.若所述目标控制策略为第二限功率停机策略，则所述风机选取原则为告警风机告警时间最短原则；
36.若所述目标控制策略为第三限功率停机策略，则所述风机选取原则为故障风机告警时间最短原则；
37.若所述目标控制策略为升功率启动策略，则所述风机选取原则为均衡运行时间及告警时间最短原则；
38.若所述目标控制策略为第四限功率停机策略，则所述风机选取原则为无故障风机均衡运行时间原则；
39.若所述目标控制策略为第五限功率停机策略，则所述风机选取原则为无故障风机最大限度停机原则。
40.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，在确定所述风力发电系统的当前目标有功功率之前，还包括：
41.判断所述风力发电系统是否处于限发状态；
42.若判断出所述风力发电系统处于限发状态，则执行确定所述风力发电系统的当前目标有功功率的步骤。
43.可选地，上述的风力发电系统的风机控制方法中，在基于所述目标控制策略，控制所述风力发电系统中相应的风机启动或停机之后，还包括：
44.判断所述风力发电系统的当前总功率是否小于所述当前目标有功功率；
45.若判断结果为是，则对预设风机进行微调，直至判断出所述当前总功率大于所述当前目标有功功率。
46.本发明第二方面公开了一种风力发电系统，包括：若干个风机及控制器；其中，所述控制器与各个所述风机进行通信，以实现如第一方面公开的任一项所述的风力发电系统的风机控制方法。
47.本发明提供的风力发电系统的风机控制方法，应用于风力发电系统中的控制器，该方法首先确定风力发电系统的当前目标有功功率；然后基于当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合风力发电系统当前状态的目标控制策略；最后基于目标控制策略，控制风力发电系统中相应的风机启动或停机，因预设控制策略集合控制策略包括了若干种控制策略，可以针对风电发电系统不同状态选择到与之状态对应的控制策略，以解决现有采用升降比例控制因风机存在较多机械式传动装置，磨损高，导致限功率高于停机成本，以及采用启停控制缺乏有效的停机或者启动选择策略，导致故障率高的问题。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
49.图1为本技术实施例提供的一种风力发电系统的风机控制方法的流程图；
50.图2为本技术实施例提供的一种确定目标控制策略的流程图；
51.图3为本技术实施例提供的一种控制风机启动或停机的流程图；
52.图4和图5为本技术实施例提供的另两种风力发电系统的风机控制方法的流程图。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.本技术实施例提供了一种风力发电系统的风机控制方法，以解决现有采用升降比
例控制因风机存在较多机械式传动装置，磨损高，导致限功率高于停机成本，以及采用启停控制缺乏有效的停机或者启动选择策略，导致故障率高的问题。
55.该风力发电系统的风机控制方法可应用于风力发电系统中的控制器。实际应用中，该控制器可以是风力发电系统中风电控制系统中的控制器，当然，并不仅限于此，还可以视具体应用环境和用户需求确定，本技术不作具体限定，均在本技术的保护范围内。
56.请参见图1，该风力发电系统的风机控制方法主要包括如下步骤：
57.s100、确定风力发电系统的当前目标有功功率。
58.实际应用中，可以通过计算的方式，确定出风力发电系统的当前目标有功功率。
59.当然，确定出风力发电系统的当前目标有功功率的具体过程还可参见现有方案，本技术不再一一赘述。
60.s102、基于当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合风力发电系统当前状态的目标控制策略。
61.其中，预设控制策略集合包括若干种控制策略。
62.实际应用中，执行步骤s102、基于当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合风力发电系统当前状态的目标控制策略的具体过程可如图2所示，主要包括如下步骤：
63.s200、确定出预设控制策略集合中各个控制策略所对应的判断条件及判断优先次序。
64.实际应用中，该预设控制策略集合可以包括：第一限功率停机策略、第二限功率停机策略、第三限功率停机策略及升功率启动策略。
65.其中，第一限功率停机策略对应的判断条件可以为：pt《p
run
δ或pt《p
run-δ。p
sum
＝∑pi，pt为当前目标有功功率，pi为风电发电系统中风机的当前功率，p
run
为风电发电系统的当前总功率，δ为预设死区。
66.实际应用中，预设死区一般大于或等于0；当然，也可以小于0。具体的，预设死区的具体取值还可视具体应用环境和用户需求确定，本技术不作具体限定，均在本技术的保护范围内。
67.能够理解的是，只要当前目标有功功率pt小于风力发电系统的当前总功率与预设死区之和，或者，小于风力发电系统的当前总功率与预设死区之差，都可以视为满足第一限功率停机策略对应的判断条件。
68.第二限功率停机策略对应的判断条件可以为：pt《p
run
p
alarm
δ或pt《p
run
p
alarm-δ。p
alarm
为风电发电系统中处于告警状态下各个风机的告警总功率。
69.实际应用中，可以分别获取风力发电系统中处于告警状态下每个风机的功率，然后进行统计得到告警总功率p
alarm
。
70.能够理解的是，只需当前总功率p
run
与告警总功率p
alarm
之和，与当前目标有功功率pt之间的差值小于预设死区δ，或者，当前目标有功功率pt与预设死区δ之和小于，当前总功率p
run
与告警总功率p
alarm
之和，即可视为满足第二限功率停机策略对应的判断条件。
71.第三限功率停机策略对应的判断条件可以为：pt《p
run
p
alarm
p
fault
δ或pt《p
run
p
alarm
p
fault-δ。p
fault
为风电发电系统中处于故障状态下各个风机的故障总功率。
72.实际应用中，可以分别获取风力发电系统中处于故障状态下每个风机的功率，然
后进行统计得到故障总功率p
fault
。
73.能够理解的是，只需当前总功率p
run
、告警总功率p
alarm
及故障总功率p
fault
三者之和，与当前目标有功功率pt之间的差值小于预设死区δ，或者，当前目标有功功率pt与预设死区δ之和小于，当前总功率p
run
、告警总功率p
alarm
及故障总功率p
fault
三者之和，即可视为满足第三限功率停机策略对应的判断条件。
74.升功率启动策略对应的判断条件可以为：pt＞p
run
p
alarm
p
fault
δ或pt＞p
run
p
alarm
p
fault-δ。
75.能够理解的是，只需目标有功功率pt大于，当前总功率p
run
、告警总功率p
alarm
、故障总功率p
fault
及预设死区δ之和，或者，当前目标有功功率pt与预设死区δ之和大于，当前总功率p
run
、告警总功率p
alarm
及故障总功率p
fault
三者之和，即可视为满足升功率启动策略对应的判断条件。
76.需要说明的是，为了对风力发电系统进行更精细化控制管理，实际应用中，该预设控制策略集合还可以包括：第四限功率停机策略及第五限功率停机策略。
77.其中，第四限功率停机策略对应的判断条件为：kaver-λ《ki《kaver λ；第无五限功率停机策略对应的判断条件为：kaver-λ》ki或ki》kaver λ。kaver＝∑ki/n；ki为风力发电系统中风机的实发比例，n为风力发电系统中风机数量，λ为预设比例死值，kaver为风力发电系统的平均实发比例。
78.实际应用中，预设比例死值λ的具体取值可视应用环境和用户需求确定，本技术不作具体限定，均在本技术的保护范围内。
79.能够理解的是，以平均实发比例kaver与预设比例死值λ之间的差值作为实发比例下限，以平均实发比例kaver与预设比例死值λ之间的差值作为实发比例上限，当风力发电系统中各个风机的实发比例介于实发比例上下限之间时，视为满足第四限功率停机策略，反之视为满足第五限功率停机策略。
80.s202、按照判断优先次序，分别判断当前目标有功功率是否满足预设控制策略集合中各个控制策略对应的判断条件。
81.若预设控制策略集合包括：第一限功率停机策略、第二限功率停机策略、第三限功率停机策略及升功率启动策略，则在判断出pt《p
sum
δ或pt《p
sum-δ之后，各个控制策略的判断优先次序可以如下：
82.第一限功率停机策略高于第二限功率停机策略；第二限功率停机策略高于第三限功率停机策略；第三限功率停机策略等于升功率启动策略。
83.换言之，在判断出pt《p
sum
δ或pt《p
sum-δ之后，优先判断是否满足第一限功率停机策略的判断条件；在不满足第一限功率停机策略的判断条件的情况下，再执行判断是否满足第二限功率停机策略的判断条件；在不满足第二限功率停机策略的判断条件的情况下，再同时执行判断是否满足第三限功率停机策略和升功率启动策略的判断条件。
84.若预设控制策略集合还包括：第四限功率停机策略及第五限功率停机策略，则第一限功率停机策略高于第四限功率停机策略；第四限功率停机策略等于第五限功率停机策略。
85.能够理解的是，在判断出pt《p
sum
δ或pt《p
sum-δ之后，优先判断是否满足第一限功率停机策略的判断条件；在不满足第一限功率停机策略的判断条件的情况下，同时执行判
断是否满足第四限功率停机策略和第五限功率停机策略的判断条件。
86.需要说明的是，除上述示出的判断优先次序外，实际应用中，判断优先次序还可视具体应用环境和用户需求进行调整，本技术对其不作具体限定，无论如何定义判断优先次序，均在本技术的保护范围内。
87.s204、将满足判断条件的控制策略作为目标控制策略。
88.实际应用中，按照上述判断优先次序，分别判断预设控制策略集合中各个控制策略的判断条件是否满足，选取最先判断结果为满足对应的控制策略作为目标控制策略。
89.s104、基于目标控制策略，控制风力发电系统中相应的风机启动或停机。
90.实际应用中，执行步骤s104基于目标控制策略，控制风力发电系统中相应的风机启动或停机的具体过程可如图3所示，主要包括如下步骤：
91.s300、按照目标控制策略对应的风机选取原则，确定出相应的启停风机子集。
92.①
：若目标控制策略为第一限功率停机策略，则风机选取原则为故障风机及告警风机优先原则。
93.换言之，在目标控制策略为第一限功率停机策略的情况下，按照故障风机及告警风机优先选取原则，选取风力发电系统中处于故障状态及告警状态下的风机作为启停风机子集中的风机，以减少故障状态及告警状态下的机械磨损，以避免潜在的安全风险。
94.②
：若目标控制策略为第二限功率停机策略，则风机选取原则为告警风机告警时间最短原则。
95.换言之，在目标控制策略为第二限功率停机策略的情况下，按照告警风机时间最短原则，将风力发电系统处于告警状态的各个风机按照告警持续时间进行排序；然后，从告警持续时间最短的风机开始选取，直至被选取到所有风机的总功率满足pt-p
run
±
δ；最后，将处于告警状态但未被选取到的风机作为启停机风机子集中的风机，以保证处于告警状态的风机依次停机。
96.③
：若目标控制策略为第三限功率停机策略，则风机选取原则为故障风机告警时间最短原则。
97.换言之，在目标控制策略为第三限功率停机策略的情况下，按照故障风机告警时间最短原则，将风力发电系统处于故障状态的各个风机按照告警持续时间进行排序；然后，从告警时间最短的风机开始选取，直至被选取到的所有风机的总功率满足pt-p
run-p
alarm
±
δ；最后，将处于故障状态但未被选取到的风机作为启停风机子集中的风机，以保证故障状态下各个风机的依次停机。
98.④
：若目标控制策略为升功率启动策略，则风机选取原则为均衡运行时间及告警时间最短原则。
99.实际应用中，在目标控制策略为升功率启动策略的情况下，按照均衡运行时间及告警时间最短原则，若所需启动风机的额定总功率未大于风力系统中无故障且停机状态下各个风机的总功率，则按照均衡运行时间原则，优先从无故障且停机状态下的各个风机中选取满足所需启动风机的额定总功率的风机作为启停风机子集中的风机。
100.若所需启动风机的额定总功率大于风力发电系统中无故障且停机状态下各个风机的总功率，但小于风力发电系统中无故障且停机状态下各个风机的总功率与告警且停机状态下各个风机的总功率之和，则将风力发电系统中无故障且停机状态下各个风机均作为
启停风机子集中的风机之后，再从风力发电系统中处于告警且停机状态下各个风机，由告警持续时间由小至大的优先次序，选取风机进行补足。
101.若所需启动风机的额定总功率大于，风力发电系统中无故障且停机状态下各个风机的总功率与告警且停机状态下各个风机的总功率之和，则将风力发电系统中无故障且停机状态下各个风机和处于告警且停机状态下各个风机均作为启停风机子集中的风机之后，再从风力发电系统中处于故障且停机状态下各个风机，由告警持续时间由小至大的优先次序，选取风机进行补足。
102.需要说明的是，可以通过如下方式，计算出风力发电系统所需启动风机的额定总功率：
103.首先可以获取风力发电系统中当前平均发电比例及达到当前目标有功功率需要补偿的补偿功率；然后，基于当前平均发电比例和补偿功率进行计算，得到风力发电系统所需启动风机的额定总功率。
104.其中，可以利用公式k
average
＝p
sum
/p
rate_sum
进行计算，得到当前平均发电比例。k
average
表示当前平均发电比例，p
rate_sum
＝∑prate_i；prate_i表示风力发电系统中风机的额定功率。可以利用公式p
补偿
＝pt-p
sum
进行计算，得到补偿功率。然后，利用公式p
rate_需
＝p
补偿
/k
average
进行计算，得到风力发电系统所需启动风机的额定总功率p
rate_需
。
105.⑤
：若目标控制策略为第四限功率停机策略，则风机选取原则为无故障风机均衡运行时间原则。
106.实际应用中，在目标控制策略为第四限功率停机策略的情况下，可以按照风机均衡运行时间原则，将风力发电系统中处于无故障状态的各个风机按照运行时间进行排序；然后，从运行时间最短的风机开始选取，直至被选取到的所有风机的总功率满足pt
±
δ；最后，将处于无故障状态且未被选取到的风机作为启停风机子集中的风机，保证均衡风机运行时间，防止单台风机运行时间过长导致设备损坏。
107.⑥
：若目标控制策略为第五限功率停机策略，则风机选取原则为无故障风机最大限度停机原则。
108.实际应用中，在目标控制策略为第五限功率停机策略的情况下，可以按照无故障风机最大限度停机原则，将风力发电系统中无故障且运行的风机按照实发比例进行排序；然后，从实发比例最小的风机开始选取，直至被选取到的风机的总功率满足pt
±
δ；最后，将处于无故障状态且运行中未被选取到的风机作为启停风机子集中的风机，使得风力发电系统中停机风机台数达到最大限度。
109.s302、基于目标控制策略的类型，控制启停风机子集中的各个风机启动或停机。
110.其中，若目标控制策略为限功率停机策略，则控制启停风机子集中的各个风机依次停机。
111.实际应用中，当目标控制策略为限功率停机策略时，可以根据应用环境和用户需求为不同控制策略预设相应的停机顺序，并按照预设停机顺序控制目标控制策略对应的启停风机子集合中的各个风机停机。
112.若目标控制策略为升功率启动策略，则控制启停风机子集中的各个风机依次启动。
113.同理，当目标控制策略为升功率启动策略时，可以根据应用环境和用户需求为预
设相应的停机顺序，并按照预设停机顺序控制省功率启动策略对应的启停风机子集合中的各个风机启动。
114.需要说明的是，升功率启动策略的启动优先次序可以是：当启停风机子集中的风机均为无故障风机时，按照运行时间由短至长的优先次序启动。当启停风机子集中的风机既包括无故障风机，又包括告警风机时，先按照运行时间由短至长的优先次序启动无故障风机，再按照告警时间由短至长的次序启动告警风机。当启停风机子集中还包括故障风机时，则在按照上述方式启动无故障风机及告警风机之后，同样按照告警持续时间由短至长的次序启动故障风机。
115.还需要说明的是，实际应用中向对应风机下发启动命令即可控制风机启动。
116.基于上述原理，本实施例提供的风力发电系统的风机控制方法，应用于风力发电系统中的控制器，该方法首先确定风力发电系统的当前目标有功功率；然后基于当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合风力发电系统当前状态的目标控制策略；最后基于目标控制策略，控制风力发电系统中相应的风机启动或停机，因预设控制策略集合控制策略包括了若干种控制策略，可以针对风电发电系统不同状态选择到与之状态对应的控制策略，以解决现有采用升降比例控制因风机存在较多机械式传动装置，磨损高，导致限功率高于停机成本，以及采用启停控制缺乏有效的停机或者启动选择策略，导致故障率高的问题。
117.可选地，在本技术提供的另一实施例中，请参见图4，在执行步骤s100、确定风力发电系统的当前目标有功功率之前，还包括：
118.s400、判断风力发电系统是否处于限发状态。
119.若判断出风力发电系统处于限发状态，则执行确定风力发电系统的当前目标有功功率的步骤，也即执行步骤s100。
120.若判断出风力发电系统不处于限发状态，则返回执行判断风力发电系统是否处于限发状态的步骤，也即步骤s400。
121.实际应用中，可以先判断风力发电系统是否处于限发状态，当判断出风力发电系统处于限发状态再执行后续步骤，以提高该风力发电系统的风机控制方法的应用可靠性。
122.可选地，在本技术提供的另一实施例中，请参见图5，在执行步骤s104、在基于目标控制策略，控制风力发电系统中相应的风机启动或停机之后，还包括：
123.s600、判断风力发电系统的当前总功率是否小于当前目标有功功率。
124.若判断出风力发电系统的当前总功率小于当前目标有功功率，也即判断结果为是，则对执行步骤s602。
125.实际应用中，若判断出风力发电系统的当前总功率不小于当前目标有功功率，也即判断结果为否，则可以返回执行判断风力发电系统的当前总功率是否小于当前目标有功功率的步骤，也即执行步骤s600。
126.s602、对预设风机进行微调，直至判断出当前总功率大于当前目标有功功率。
127.其中，若目标控制策略为限功率停机策略，则预设风机为最后停机的风机。若目标控制策略为升功率启动策略，则预设风机为最后启动的风机；当然，并不仅限于此，还可以根据具体应用环节和用户需求，自行指定风力发电系统中任意一台风机作为微调风机，本技术对此不作具体限定，均在本技术的保护范围内。
128.实际应用中，通过判断风力发电系统的当前总功率是否小于当前目标有功功率，可以设置限功率停机的边界，由于此时风力发电系统具备微调能力，可以对最后启动的风机或最后停机的风机进行微调，以提高控制精度，达到高精度控制要求，并且，相较于全局对风机进行限额，进行微调还能进一步提高系统的安全性及控制的及时性。
129.需要说明的是，若目标控制策略为升功率启动策略，还可以将步骤s600替换为判断启动风机的额定功率是否小于风力发电系统所需启动风机的额定总功率。其中，若判断出启动风机的额定功率小于风力发电系统所需启动风机的额定总功率，也即判断结果为是，则判定风力发电系统的当前总功率小于当前目标有功功率；反之，则判定风力发电系统的当前总功率大于当前目标有功功率。
130.基于上述实施例提供的方法，针对上述实施例内容提供对应的实施例，为方便理解，假设预设控制策略集合存在第一限功率停机策略、第二限功率停机策略、第三限功率停机策略、第四限功率停机策略、第五限功率停机策略及升功率启动策略，本发明具体有以下实施过程：
131.step1：计算风力发电系统的当前目标有功功率pt。
132.step2：获取风力发电系统中各个风机的当前功率pi、额定功率prate_i，故障状态s，运行时间ti，告警持续时间tsi，实发比例ki，并计算psum＝∑pi，prate_sum＝∑prate_i。
133.step3：获取风力发电系统中各个风机的运行状态，并将处于故障状态且运行的风机统计至故障组合a，将处于告警且运行的风机统计到告警组合b，将正常运行的风机统计至运行组合c，将处于停机且无法启动的风机统计至组合d，将存在故障但可运行的停机风机统计至故障组合a’，将存在告警但可运行的停机风机统计至告警组合b’，将无故障告警且可运行的停机风机统计到运行组合c’。
134.step4：分别统计运行组合c的总功率p
run
、告警组合b的总功率p
alarm
及故障组合a的总功率pfault。
135.step5：判断pt《p
sum
δ或pt《p
sum-δ；若判断结果为是，则执行步骤step6。其中，δ为预设死区，且可设置。
136.step6：判断pt《p
run
δ或pt《p
run-δ；若判断结果为是，则执行步骤step7；若判断结果为否，则执行步骤step10；在判断pt《p
run
δ或pt《p
run-δ的同时判断kaver-λ《ki《kaver λ，其中kaver＝∑ki/n，λ为预设比例死值；若pt《p
run
δ或pt《p
run-δ和kaver-λ《ki《kaver λ的判断结果均为是，则执行步骤step8；若pt《p
run
δ或pt《p
run-δ的判断结果为是，kaver-λ《ki《kaver λ的判断结果为否，则执行步骤step9。
137.step7：控制故障组合a及告警组合b中的风机停机，以减少故障告警状态下的机械磨损，及避免潜在安全风险。
138.step8：将运行组合c中的风机按照运行时间ti进行从小到大排序，得到序列qrun1＝{pi，pk，pm
……
}；从运行时间最小的风机开始选取，直至累加选取到各个风机的功率满足pt
±
δ，然后对序列中未被选取到的风机依次停机，保证均衡每台风机的运行时间，达到整个风力发电系统单台运行时间过长导致的设备损坏问题。
139.step9：将运行组合c中的风机按照实发比例ki进行从大到小排序，得到序列qrun2＝{pi，pk，pm
……
}；从实发比例最大的风机开始选取，直至累加选取到的风机功率满足pt
±
δ，然后对序列中未被选取到的风机依次停机，以使风力发电系统中停机风机的台数达到最大限度。
140.step10：判断pt《p
run
p
alarm
δ或pt《p
run
p
alarm-δ；若判断结果为是，则执行步骤step11；若判断结果为否，则执行步骤step12。
141.step11：将告警组合b中的风机按照告警持续时间tsi进行从小到大排序，得到序列qalarm＝{pi，pk，pm
……
}；从告警持续时间最短的风机开始选取，直至累加选取到的风机功率满足pt-prun
±
δ，然后对序列中未被选取到的风机依次停机，以保证风力发电系统中告警组合b中告警持续时间较长的风机依次停机。
142.step12：判断pt《p
run
p
alarm
p
fault
δ或pt《p
run
p
alarm
p
fault-δ；若判断结果为是，则执行步骤step13；若判断结果为否，则执行步骤step14。
143.step13：将故障组合a中的风机按照告警持续时间tsi进行从小到大排序，得到序列qfault＝{pi，pk，pm
……
}；从告警持续时间最小的风机开始选取，直至累加选取到的风机功率满足pt-p
run-p
alarm
±
δ，然后对序列中未被选取到的风机依次停机，以保证风力发电系统中故障组合a中告警持续时间较长的风机依次停机。
144.step14：若风机处于限发状态，则利用公式kaverage＝p
sum
/p
rate_sum
计算风力发电系统的当前平均发电比例kaverage，及统计当前已经停机但可运行的风机的额定容量总和p
rate_余
及利用公式p
补偿
＝pt-p
sum
计算风力发电系统当前所需补偿功率p
补偿
，最后利用公式p
rate_需
＝p
补偿
/kaverage计算风力发电系统需要启动风机的额定容量总和p
rate_需
，将启动优先级指定为运行组合c’＞告警组合b’＞故障组合a’。若p
rate_需
＜
prate_c’，则将运行组合c’中的风机按照运行时间ti进行从小到大排序，得到序列qrun’＝{prate-i，prate-k，prate-m
……
}，从运行时间最短的风机开始选取，直至累加选取到的风机功率满足p
rate_需
±
β，β为额定容量余量，然后对被选取到的风机下发启动命令
……
依次类推，若p
rate_c
《p
rate_需
《p
rate_c’ p
rate_b’，或者，p
rate_c’ p
rate_b’《p
rate_需
《p
rate_c’ p
rate_b’ p
rate_a’，则同时按照预设启动优先级别原则及运行时间均衡原则，依次选出启动风机。其中，p
rate_c’为运行组合c’的额定容量，p
rate_b’为告警组合b’的额定容量，p
rate_a’为故障组合a’的额定容量。
145.需要说明的是，上述过程仅为风力发电系统的风机控制方法在实际应用中的一种具体举例，除上述实例外，实际中的控制方法还可根据应用环境和用户需求进行适应性调整，所有控制原理与本技术相同的方案，均在本技术的保护范围内。
146.基于上述实施例提供的风力发电系统的风机控制方法，本技术另一实施例还提供了一种风力发电系统，该风力发电系统主要包括：若干个风机及控制器。
147.其中，控制器与各个风机进行通信，以实现如上述任一实施例所述的风力发电系统的风机控制方法。
148.实际应用中，该控制器可以是风力发电系统中风电控制系统的控制器，当然，并不仅限于此，还可以是风力发电系统的上位机，只要能够控制风力发电系统执行上述风机控制方法，均在本技术的保护范围内。
149.需要说明的是，风力发电系统的风机控制方法的相关说明可参见图1至图5对应的实施例，关于风力发电系统或者风机的相关说明可参见现有技术，此处不再一一赘述。
150.本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤
其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
151.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
152.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
153.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
技术特征：1.一种风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，应用于所述风力发电系统中的控制器，所述方法包括：确定所述风力发电系统的当前目标有功功率；基于所述当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合所述风力发电系统当前状态的目标控制策略；其中，所述预设控制策略集合包括若干种控制策略；基于所述目标控制策略，控制所述风力发电系统中相应的风机启动或停机。2.根据权利要求1所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，基于所述当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合所述风力发电系统当前状态的目标控制策略，包括：确定出所述预设控制策略集合中各个控制策略所对应的判断条件及判断优先次序；按照所述判断优先次序，分别判断所述当前目标有功功率是否满足所述预设控制策略集合中各个控制策略对应的判断条件；将满足判断条件的控制策略作为所述目标控制策略。3.根据权利要求2所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，所述预设控制策略集合包括：第一限功率停机策略、第二限功率停机策略、第三限功率停机策略及升功率启动策略。4.根据权利要求3所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，所述第一限功率停机策略对应的判断条件为：pt<p
run
δ或pt<p
run-δ；所述第二限功率停机策略对应的判断条件为：pt<p
run
p
alarm
δ或pt<p
run
p
alarm-δ；所述第三限功率停机策略对应的判断条件为：pt<p
run
p
alarm
p
fault
δ或pt<p
run
p
alarm
p
fault-δ；所述升功率启动策略对应的判断条件为：pt＞p
run
p
alarm
p
fault
δ或pt＞p
run
p
alarm
p
fault-δ；其中，pt为当前目标有功功率，p
sum
为风电发电系统的当前总功率，p
run
为风电发电系统中处于正常运行状态下各个风机的运行总功率，δ为预设死区，p
alarm
为风电发电系统中处于告警状态下各个风机的告警总功率，p
fault
为风电发电系统中处于故障状态下各个风机的故障总功率。5.根据权利要求4所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，在判断出pt<p
sum
δ或pt<p
sum-δ之后，各个控制策略的判断优先次序为：所述第一限功率停机策略高于所述第二限功率停机策略；所述第二限功率停机策略高于所述第三限功率停机策略；所述第三限功率停机策略等于所述升功率启动策略。6.根据权利要求3所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，所述预设控制策略集合，还包括：第四限功率停机策略及第五限功率停机策略。7.根据权利要求6所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，所述第四限功率停机策略对应的判断条件为：kaver-λ<ki<kaver λ；所述第五限功率停机策略对应的判断条件为：kaver-λ>ki或ki>kaver λ；其中，kaver＝∑ki/n；ki为风力发电系统中风机的实发比例，n为风力发电系统中风机数量，λ为预设比例死值。
8.根据权利要求7所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，判断优先次序为：所述第一限功率停机策略高于所述第四限功率停机策略；所述第四限功率停机策略等于所述第五限功率停机策略。9.根据权利要求1所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，基于所述目标控制策略，控制所述风力发电系统中相应的风机启动或停机，包括：按照所述目标控制策略对应的风机选取原则，确定出相应的启停风机子集；基于所述目标控制策略的类型，控制所述启停风机子集中的各个风机启动或停机。10.根据权利要求9所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，若所述目标控制策略为第一限功率停机策略，则所述风机选取原则为故障风机及告警风机优先原则；若所述目标控制策略为第二限功率停机策略，则所述风机选取原则为告警风机告警时间最短原则；若所述目标控制策略为第三限功率停机策略，则所述风机选取原则为故障风机告警时间最短原则；若所述目标控制策略为升功率启动策略，则所述风机选取原则为均衡运行时间及告警时间最短原则；若所述目标控制策略为第四限功率停机策略，则所述风机选取原则为无故障风机均衡运行时间原则；若所述目标控制策略为第五限功率停机策略，则所述风机选取原则为无故障风机最大限度停机原则。11.根据权利要求1-10任一项所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，在确定所述风力发电系统的当前目标有功功率之前，还包括：判断所述风力发电系统是否处于限发状态；若判断出所述风力发电系统处于限发状态，则执行确定所述风力发电系统的当前目标有功功率的步骤。12.根据权利要求1-10任一项所述的风力发电系统的风机控制方法，其特征在于，在基于所述目标控制策略，控制所述风力发电系统中相应的风机启动或停机之后，还包括：判断所述风力发电系统的当前总功率是否小于所述当前目标有功功率；若判断结果为是，则对预设风机进行微调，直至判断出所述当前总功率大于所述当前目标有功功率。13.一种风力发电系统，其特征在于，包括：若干个风机及控制器；其中，所述控制器与各个所述风机进行通信，以实现如权利要求1-12任一项所述的风力发电系统的风机控制方法。
技术总结本申请提供了一种风力发电系统及其风机控制方法，该方法应用于风力发电系统中的控制器，该方法首先确定风力发电系统的当前目标有功功率；然后基于当前目标有功功率，在预设控制策略集合中选择出符合风力发电系统当前状态的目标控制策略；最后基于目标控制策略，控制风力发电系统中相应的风机启动或停机，因预设控制策略集合控制策略包括了若干种控制策略，可以针对风电发电系统不同状态选择到与之状态对应的控制策略，以解决现有采用升降比例控制因风机存在较多机械式传动装置，磨损高，导致限功率高于停机成本，以及采用启停控制缺乏有效的停机或者启动选择策略，导致故障率高的问题。的问题。的问题。
技术研发人员：高强
受保护的技术使用者：阳光新能源开发股份有限公司
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/5/25
