風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，該風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)包括多個(gè)外送斷面，外送斷面包括多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，該有功功率調(diào)節(jié)方法包括：步驟a：在第t個(gè)指令周期內(nèi)，獲取風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的基本參數(shù)；步驟b：根據(jù)基本參數(shù)及各外送斷面所處的區(qū)間計(jì)算并調(diào)節(jié)各風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周期的出力指令值；步驟c：將出力指令值下發(fā)至各風(fēng)電場(chǎng)；步驟d：判斷第t個(gè)指令周期是否結(jié)束，如果是，將t更新為t+1，并返回執(zhí)行步驟a～步驟d，直至風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的工作周期結(jié)束。通過本發(fā)明，能夠針對(duì)集群風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)不同斷面的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算和調(diào)節(jié)，從而在控制斷面潮流的基礎(chǔ)上盡可能多地接納風(fēng)電，以實(shí)現(xiàn)斷面?zhèn)鬏斎萘康淖畲蠡谩?br> 【專利說明】風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于電場(chǎng)運(yùn)行控制技術(shù)，具體地，是關(guān)于一種風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功 率調(diào)節(jié)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 受風(fēng)資源分布條件的限制，大規(guī)模集中式開發(fā)是目前風(fēng)電開發(fā)采取的主要形式。 由大量風(fēng)電場(chǎng)構(gòu)成的風(fēng)電場(chǎng)群經(jīng)過不同電壓等級(jí)的外送通道上送至主網(wǎng)，再輸送至負(fù)荷中 心進(jìn)行消納，但由于外送斷面輸電容量的限制，外送斷面下的風(fēng)電場(chǎng)往往長(zhǎng)期限電，棄風(fēng)現(xiàn) 象嚴(yán)重。根據(jù)多重嵌套斷面約束的特點(diǎn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行有功功率調(diào)節(jié)，不但是提高風(fēng)電接納 水平的重要措施，也是投入風(fēng)電的自動(dòng)發(fā)電控制（AGC,AutomaticGenerationControl)必 須解決的問題。
[0003] 含風(fēng)電場(chǎng)的優(yōu)化潮流與經(jīng)濟(jì)調(diào)度是風(fēng)電有功功率調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)，現(xiàn)在常用的風(fēng)電有 功功率調(diào)節(jié)主要分為以下幾種：
[0004] 1.在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型中加入風(fēng)電場(chǎng)的建模過程和求解方法；
[0005] 2.將風(fēng)電作為一類受控電源，納入AGC中進(jìn)行有功控制，建立三層控制模型，考慮 了電網(wǎng)調(diào)峰、風(fēng)電場(chǎng)爬坡率等的安全約束；
[0006] 3.針對(duì)處于受限狀態(tài)的風(fēng)電場(chǎng)提出實(shí)時(shí)控制模型和算法，以最大限度地降低棄風(fēng) 電量；
[0007] 4.計(jì)入電網(wǎng)斷面和調(diào)峰調(diào)頻約束，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)有功出力安全區(qū)并安排發(fā)電計(jì)劃。
[0008] 然而，已有的各種調(diào)節(jié)方法僅將風(fēng)電作為一類電源統(tǒng)一考慮，約束條件通常也僅 考慮單一的網(wǎng)絡(luò)安全約束，忽視了大規(guī)模集群風(fēng)電接入電網(wǎng)不同斷面的特點(diǎn)，對(duì)含有多重 嵌套斷面約束的風(fēng)電有功功率調(diào)節(jié)方法更未涉及。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法， 對(duì)風(fēng)電場(chǎng)通過多重受限斷面送出的特點(diǎn)，提出基于斷面裕度區(qū)間的有功功率調(diào)節(jié)方法，以 實(shí)現(xiàn)斷面?zhèn)鬏斎萘康淖畲蠡谩?br> [0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方 法，該風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)包括多個(gè)外送斷面，所述外送斷面包括多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，該有功功率調(diào) 節(jié)方法包括：步驟a:在第t個(gè)指令周期內(nèi)，獲取所述風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的基本參數(shù)；步驟 b:根據(jù)各所述外送斷面所處的區(qū)間及所述基本參數(shù)計(jì)算并調(diào)節(jié)各所述風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè) 指令周期的出力指令值；步驟c:將所述出力指令值下發(fā)至各所述風(fēng)電場(chǎng)；步驟d:判斷第t 個(gè)指令周期是否結(jié)束，如果是，將t更新為t+1，并返回執(zhí)行步驟a?步驟d，直至所述風(fēng)電 場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的工作周期結(jié)束。
[0011] 在一實(shí)施例中，上述的基本參數(shù)包括：各所述外送斷面的總目標(biāo)出力值、各所述外 送斷面的斷面極限值、各所述風(fēng)電場(chǎng)在當(dāng)前指令周期的實(shí)際出力值。
[0012] 在一實(shí)施例中，上述風(fēng)電場(chǎng)分為投控風(fēng)電場(chǎng)及未投控風(fēng)電場(chǎng)，所述的投控風(fēng)電場(chǎng) 投入自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)，所述的未投控風(fēng)電場(chǎng)未投入自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)；所述投控風(fēng)電場(chǎng) 的投控總目標(biāo)出力值為：

【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系 統(tǒng)包括多個(gè)外送斷面，所述外送斷面包括多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，所述的有功功率調(diào)節(jié)方法包括： 步驟a :在第t個(gè)指令周期內(nèi)，獲取所述風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的基本參數(shù)； 步驟b :根據(jù)各所述外送斷面所處的區(qū)間及所述基本參數(shù)計(jì)算并調(diào)節(jié)各所述風(fēng)電場(chǎng)在 第t+1個(gè)指令周期的出力指令值； 步驟c :將所述出力指令值下發(fā)至各所述風(fēng)電場(chǎng)； 步驟d :判斷第t個(gè)指令周期是否結(jié)束，如果是，將t更新為t+1，并返回執(zhí)行步驟a? 步驟d，直至所述風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的工作周期結(jié)束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述 的基本參數(shù)包括： 各所述外送斷面的總目標(biāo)出力值、各所述外送斷面的斷面極限值、各所述風(fēng)電場(chǎng)在當(dāng) 前指令周期的實(shí)際出力值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述 風(fēng)電場(chǎng)分為投控風(fēng)電場(chǎng)及未投控風(fēng)電場(chǎng)，所述的投控風(fēng)電場(chǎng)投入自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)，所述 的未投控風(fēng)電場(chǎng)未投入自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)； 所述投控風(fēng)電場(chǎng)的投控總目標(biāo)出力值為：
其中，為所述投入自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周期內(nèi)的投控總目 標(biāo)出力值，為所有風(fēng)電場(chǎng)在第t+l個(gè)指令周期內(nèi)的總目標(biāo)出力值；為第i個(gè)風(fēng)電場(chǎng) 在第t個(gè)指令周期內(nèi)的出力指令值，對(duì)于未投入自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)，nw為未投入自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)集合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述 外送斷面為多重嵌套斷面，從第j層外送斷面由下向上，逐層根據(jù)各所述外送斷面所處的 區(qū)間及所述基本參數(shù)計(jì)算并調(diào)節(jié)各所述風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周期的出力指令值； 將第j+1層外送斷面的剩余裕度值作為第j+1層外送斷面的總目標(biāo)出力值，所述剩余 裕度值等于所述第j+1層外送斷面的所述斷面極限值減去所述第j層外送斷面中各所述風(fēng) 電場(chǎng)的實(shí)際出力值之和的差值； 其中，j為正整數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，當(dāng)所 述第j層外送斷面中至少一所述風(fēng)電場(chǎng)停止工作時(shí)，所述第j層外送斷面中正常工作的所 述風(fēng)電場(chǎng)與所述第j+1層外送斷面的所述風(fēng)電場(chǎng)一并根據(jù)所述第j+1層外送斷面的斷面極 限值計(jì)算所述第j層外送斷面中正常工作的風(fēng)電場(chǎng)及第j+1層外送斷面中的風(fēng)電場(chǎng)在第 t+1個(gè)指令周期的出力指令值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在根 據(jù)各所述外送斷面所處的區(qū)間及所述基本參數(shù)計(jì)算并調(diào)節(jié)各所述風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令 周期的出力指令值之前，所述的有功功率調(diào)節(jié)方法還包括： 判斷各所述投控風(fēng)電場(chǎng)是否具備上調(diào)能力，并分為具上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)及不具備上調(diào)能 力風(fēng)電場(chǎng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，判斷 各所述投控風(fēng)電場(chǎng)是否具備上調(diào)能力，包括： 判斷在所述第t個(gè)指令周期中，所述投控風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際出力值與出力指令值的差值的 絕對(duì)值是否小于一預(yù)設(shè)閾值，如果是，則所述投控風(fēng)電場(chǎng)為具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)；否則，所 述投控風(fēng)電場(chǎng)為不具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，根據(jù) 各所述外送斷面所處的區(qū)間及所述基本參數(shù)計(jì)算并調(diào)節(jié)各所述風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周 期的出力指令值包括： 根據(jù)各所述外送斷面在第t個(gè)指令周期的有功出力值與所述斷面極限值判斷各所述 外送斷面所處的區(qū)間； 根據(jù)所述基本參數(shù)及所述區(qū)間計(jì)算所述的出力指令值； 其中，所述的有功出力值等于所述外送斷面中各個(gè)投控風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際出力值之和，所 述的區(qū)間包括：安全區(qū)、預(yù)警區(qū)及越限區(qū)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，當(dāng)所 述有功出力值小于所述斷面極限值的90%時(shí)，所述的外送斷面處于所述的安全區(qū)； 當(dāng)所述有功出力值大于或等于所述斷面極限值的90%、小于所述斷面極限值的95% 時(shí)，所述的外送斷面處于所述的預(yù)警區(qū)； 當(dāng)所述有功出力值大于或等于所述斷面極限值的95%時(shí)，所述的外送斷面處于所述的 極限區(qū)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，當(dāng)所 述的外送斷面處于所述安全區(qū)時(shí)，通過以下公式計(jì)算所述出力指令值： ， 其中，a為出力指令增加系數(shù)if為第k個(gè)外送斷面在第t個(gè)指令周 期內(nèi)的所述有功出力值，為第k個(gè)外送斷面在第t個(gè)指令周期內(nèi)的所述投控總目標(biāo)出力 值，為第i個(gè)投控風(fēng)電場(chǎng)在第t個(gè)指令周期內(nèi)的出力指令值；cl為第i個(gè)投控風(fēng)電場(chǎng) 在第t+1個(gè)指令周期內(nèi)的出力指令值；
其中，為第k個(gè)外送斷面在第t+1個(gè)指令周期內(nèi)的投控總目標(biāo)出力值， d =〇.95xPSm，Plim為所述的斷面極限值，N為所述外送斷面中所有風(fēng)電場(chǎng)的集合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，當(dāng) 所述的外送斷面處于所述預(yù)警區(qū)時(shí)，通過以下公式調(diào)節(jié)所述出力指令值： 對(duì)于所述的不具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)，所述不具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周期 的出力指令值為：
其中，為第i個(gè)投控風(fēng)電場(chǎng)在第t個(gè)指令周期內(nèi)的實(shí)際出力值，Nb為所述不具備上 調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)的集合； 對(duì)于所述的具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)，進(jìn)一步判斷所述具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)是否為故意超 指標(biāo)發(fā)電，如果是，則故意超指標(biāo)發(fā)電的所述具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周期的 出力指令值為： P；t,=P；f i^Nc ， 9 其中，N。為故意超指標(biāo)發(fā)電的所述具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)的集合； 否則，未故意超指標(biāo)發(fā)電的所述具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周期的出力指令 值為：
其中，第k個(gè)外送斷面的投控總目標(biāo)出力值^=〇.95><4, plimS所述第k個(gè)外送 斷面的斷面極限值，Ns為未故意超指標(biāo)發(fā)電的所述具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)的集合，且N = Nb U N。U Ns。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在 第t個(gè)指令周期中，當(dāng)所述具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際出力值與出力指令值的差值大于或 等于一預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，所述具備上調(diào)能力風(fēng)電場(chǎng)為故意超指標(biāo)發(fā)電。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，當(dāng) 所述的外送斷面處于所述超限區(qū)時(shí)，進(jìn)行強(qiáng)制觸發(fā)計(jì)算，調(diào)節(jié)各所述風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指 令周期的出力指令值，并將t更新為t+1，返回執(zhí)行步驟a?步驟d，直至所述風(fēng)電場(chǎng)群匯集 系統(tǒng)的整個(gè)工作周期結(jié)束。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所 述的強(qiáng)制觸發(fā)計(jì)算包括： 判斷所述投控風(fēng)電場(chǎng)是否為故意超指標(biāo)發(fā)電，如果是，則故意超指標(biāo)發(fā)電的所述投控 風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周期的出力指令值為： pi~i - 1 U+\ r'1 ij J 式中P為常數(shù)，且P G (〇, 1); 否則，未故意超指標(biāo)發(fā)電的所述投控風(fēng)電場(chǎng)在第t+1個(gè)指令周期的出力指令值為：
其中，第k個(gè)外送斷面的投控總目標(biāo)出力值A(chǔ)% ，Plim為所述第k個(gè)外送斷面 的斷面極限值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的風(fēng)電場(chǎng)群匯集系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所 述的有功功率調(diào)節(jié)方法還包括： 如果各個(gè)所述外送斷面并未處于所述的越限區(qū)，則返回繼續(xù)判斷所述第t個(gè)指令周期 是否結(jié)束。
【文檔編號(hào)】H02J3/46GK104348190SQ201410584747
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】王靖然, 施貴榮, 馬鎖明, 王玉林, 楊志剛, 崔慧軍, 崔正湃, 劉曉敏, 李膨源, 孫榮富, 王若陽 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司