风电作为商业应用最成熟的新能源发电技术在全世界范围内被广泛应用,我国风力发电也在飞速发展,截至2013年底,我国风电装机总容量达到91.4GW,居世界首位。但是,风电却因为其自身的波动性、间歇性和预测困难等特点,在并网发电时收到了很大限制。据欧洲运行经验,在高风电穿透率电网中,仍采用“负负荷”的被动方式管理风电将给电网的安全与经济运行带来巨大冲击。为了电网的稳定运行,国家电网公司发布规定:风电场应具备有功功率调节能力,能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。风电场应具备协调控制机组和无功补偿装置的能力,能够自动快速调整无功总功率。因此,如何主动对风电场的有功无功出力进行控制,改变现有风电场类似负荷的工作方式,优化利用风资源,促进我国电网风电接纳能力的提高,是电网和风电场都十分关心的课题。本文的主要从风电场有功控制、无功控制算法以及算法程序的实现方面开展研究工作,主要工作内容如下:(1)设计一种智能的风电场有功控制算法,智能主要体现在对风电场发电能力的实时超短期预测算法和针对单台风机进行控制的分配策略。发电能力的预测是指通过风机实时采集并上传的风速数据,使用简单快速但足够准确的数学方法预测接下来的风速,通过对应风机风速-功率曲线中的点,预测出风机的发电能力;智能化的分配方式是指通过统计所有风机的预测发电能力和当前功率,将总目标根据风机的发电能力分配下发,保证了调节速度和精确度。在该智能算法的调节控制下,风电场的有功输出将会更加可调可控,促进风电向“电网友好型”电源方向发展。(2)分析电压与无功之间的相互影响关系,简化并归纳出简单易行的计算公式,将公式应用到电压/无功控制算法中;对风电场内所有无功源进行深入建模,最终设计出能够接收电网调度下发的电压指令并且执行快速,调节准确的无功控制算法。(3)综合考虑功率调节过程中可能遇到的所有安全隐患,通过设置安全约束条件的方法避免这些隐患的发生,保障算法程序在调节控制过程中不会影响风电场或者电网运行安全。(4)综合前文内容,按照软件工程要求,编写软件需求说明书,结构设计说明书,概要设计说明书,详细设计说明书,并实现算法程序。对程序进行实际运行测试,检查运行稳定性,功能完整性等指标。