一種電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法，屬于新能源接入電力系統(tǒng)的運行和控制【技術領域】。本方法依據(jù)自動發(fā)電控制機組有功功率向下旋轉備用和聯(lián)絡線有功功率偏差定義了限制風力發(fā)電態(tài)、保持態(tài)和增加風力發(fā)電態(tài)等三種電網風力發(fā)電接納狀態(tài)。并依據(jù)當前電網是否有機組投入自動發(fā)電控制，分別給出三種風力發(fā)電接納狀態(tài)下的電網可接納風力發(fā)電能力計算方法。在保障電網安全的前提下，最大可能減少限制風力發(fā)電。本方法可集成在調度中心運行的風力發(fā)電有功控制主站系統(tǒng)中，使該系統(tǒng)能夠實時根據(jù)風力發(fā)電運行狀態(tài)和電網運行狀態(tài)，實施最適宜的控制策略，以實現(xiàn)不同的電網安全、優(yōu)質、經濟的控制需求。
【專利說明】—種電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法，屬于新能源接入電力系統(tǒng)的運行和控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]風資源的強隨機性、預測困難、反調峰等特點使得電網有功調度控制愈加困難。如何在保證電網安全的前提下，最大程度利用風力發(fā)電資源，盡可能多地消納風力發(fā)電已經成為目前各個風力發(fā)電基地所在電網面臨的共同挑戰(zhàn)之一。目前，業(yè)界已經對風力發(fā)電接入后的有功功率調度控制進行了大量研究，并取得一系列研究和應用成果。實際現(xiàn)場運行經驗表明，在有功功率調度控制體系中引入分鐘級的快速風力發(fā)電調度實時控制，對保障電網安全，減少限制風力發(fā)電損失可以起到顯著作用。
[0003]目前，工程實際現(xiàn)場缺乏針對電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法，導致了由于對電網可接納風力發(fā)電能力估計不足所帶來的棄風，降低了風力發(fā)電的利用率。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提出一種電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法，用于持續(xù)跟蹤電網的風力發(fā)電接入狀態(tài)，并利用全網參與自動發(fā)電控制機組的下旋備裕度來消納風力發(fā)電，并在自動發(fā) 電控制(以下簡稱AGC)下旋備裕度不足或者風電場與電網連接線路斷面越限時，啟動限制風力發(fā)電控制，以保障電網安全。本發(fā)明適應目前風力發(fā)電的快速波動化以及風力發(fā)電接入的規(guī)模化的控制需求。
[0005]本發(fā)明提出的電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法，包括以下步驟:
[0006](I)設定電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率控制死區(qū)為^?</，電網內自動發(fā)
電控制的下旋備死區(qū)的上限值和下限值分別為知和；
[0007](2)從電網的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲取當前電網運行信息，運行信息包括電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的有功功率總容量片='、當前所有自動發(fā)電控制機組
的下旋備總和如?、電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率實時值iC7'和電網與風電場之
間的聯(lián)絡線的有功功率計劃值P=;
[0008](3)當上述電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的有功功率總容量大于零，即
時，進行以下判定計算:
[0009](3-1)若當前電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的下旋備總和大于上述步驟(I)中自動發(fā)電控制下旋備死區(qū)上限，即A;?〗=>，則當前電網的風力發(fā)電可接
納能力知/為；[0010]
[0011](3 - 2)若當前電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的下旋備總和小于上述步驟(I)中自動發(fā)電控制下旋備死區(qū)下限，即< Apdaegacd,x，則當前電網的風力發(fā)電
可接納能力知為:
[0012]Map1=Map-1Spdead^
L 」JT wind jt ageage
[0013](3-3)若當前電網投入的所有自動發(fā)電控制機組的下旋備總和如=為: 瑪:<￥--Λ?1，則當前電網的風力發(fā)電可接納能力為零，即如il =0;
[0014](4)當電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的有功功率總容量等于零，即凡:=0時，則進行以下判定計算:
[0015](4-1)若上述步驟⑵中電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率實時值/T _上述步驟(1)中聯(lián)絡線有功功率控制死區(qū)ρ?"和上述步驟(2)中聯(lián)絡線的有功功率計劃值
之間存在以下關系:^"'〈式:^-/^^，則當前電網的風力發(fā)電可接納能力命=為；
[0016]^P::L=(P:t-P^d)-P:；r
[0017](4 - 2)若上述步驟(2)中電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率實時值iC'與上述步驟(1)中聯(lián)絡線有功功率控制死區(qū)和上述步驟(2)中聯(lián)絡線的有功功率計劃
值；Cfc之間存在以下關系:P:.'.> P；t + Kir"，則當前電網的風力發(fā)電可接納能力為:
仍 cap/ _ sche._ dead \ ^ curr
[0018]Apwjnd = (ptje + Ptie ) - Ptie.[0019](4-3)若上述步驟(2)中電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率實時值.1C’與上述步驟(1)中聯(lián)絡線有功功率控制死區(qū)和上述步驟(2)中聯(lián)絡線的有功功率計劃值fn之間存在以下關系:-Λ?Ω</ < PT — P:t ^，則當前電網的風力發(fā)電可接納能力為零，即ACz=O。
[0020]本發(fā)明提出的電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法，其優(yōu)點是:
[0021]本方法依據(jù)自動發(fā)電控制機組向下有功功率旋轉備用和聯(lián)絡線有功功率偏差定義了限制風力發(fā)電態(tài)、保持態(tài)和增加風力發(fā)電態(tài)等三種電網風力發(fā)電接納狀態(tài)。并依據(jù)當前電網是否有機組投入自動發(fā)電控制，分別給出三種風力發(fā)電接納狀態(tài)下的電網可接納風力發(fā)電能力計算方法。在保障電網安全的前提下，最大可能減少限制風力發(fā)電。本方法可集成在調度中心運打的風力發(fā)電有功功率控制王站系統(tǒng)中，使該系統(tǒng)能夠實時根據(jù)風力發(fā)電運行狀態(tài)和電網運行狀態(tài)，實施最適宜的控制策略，以實現(xiàn)不同的電網安全、優(yōu)質、經濟的控制需求。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明提出的電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法，包括以下步驟:
[0023](I)設定電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率控制死區(qū)為ρ=，
電網內自動發(fā)電控制的下旋備死區(qū)的上限值和下限值分別為成:和Cx' pta\—般由調度運行人員人工指定的典型取值范圍為
5 - 10兆瓦，々?#的典型取值為200 - 100兆瓦，如=’1的典型取值分別為100 - 50兆瓦。
[0024](2)從電網的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲取當前電網運行信息，運行信息包括電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的有功功率總容量;C'當前所有自動發(fā)電控制機組
的下旋備總和如:；、電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率實時值iC7'和電網與風電場之
間的聯(lián)絡線的有功功率計劃值Pt'
[0025](3)當上述電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的有功功率總容量大于零，即iC>()時，進行以下判定計算:
[0026](3 -1)若當前電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的下旋備總和大于上述步驟(I)中自動發(fā)電控制下 旋備死區(qū)上限，即則表征當前電網有足夠的自
動發(fā)電控制有功功率下旋備，可繼續(xù)接納風力發(fā)電，當前電網的風力發(fā)電可接納能力卸:1為；
[0027]CK!
[0028](3 - 2)若當前電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的下旋備總和小于上述步驟
(I)中自動發(fā)電控制下旋備死區(qū)下限，即Δ/?=: < Np=1，則表征當前電網的AGC有
功下旋備不足，需要限制風力發(fā)電以保障電網安全，當前電網的風力發(fā)電可接納能力為:
[0029]g 二吋K
[0030]計算得到的負值表示需要限制風力發(fā)電。
[0031](3-3)若當前電網投入的所有自動發(fā)電控制機組的下旋備總和如=為:
則當前電網的風力發(fā)電可接納能力為零，即如==0;說明不需要限制風力發(fā)電也不能繼續(xù)增加風力發(fā)電接納量。
[0032](4)當電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的有功功率總容量等于零，即iC'=0時，則進行以下判定計算:[0033](4-1)若上述步驟(2)中電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率實時值片 與上述步驟(1)中聯(lián)絡線有功功率控制死區(qū)和上述步驟(2)中聯(lián)絡線的有功功率計劃值
之間存在以下關系:-/C"，則表征當前電網有足夠的空間來接納風力發(fā)電，當前電網的風力發(fā)電可接納能力為；
【權利要求】
1.一種電網可接納風力發(fā)電能力的在線計算方法，其特征在于該方法包括以下步驟:(1)設定電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率控制死區(qū)為，電網內自動發(fā)電控制的下旋備死區(qū)的上限值和下限值分別為和;(2)從電網的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲取當前電網運行信息，運行信息包括電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的有功功率總容量P;'、當前所有自動發(fā)電控制機組的下旋備總和Δρ:、電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率實時值和電網與風電場之間的聯(lián)絡線的有功功率計劃值it ；(3)當上述電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的有功功率總容量大于零，即C】'>0時，進行以下判定計算:(3-1)若當前電網中投入的所有自動發(fā)電控制機組的下旋備總和大于上述步驟(1)中自動發(fā)電控制下旋備死區(qū)上限，即Δ;?> AjPSf’Λ，則當前電網的風力發(fā)電可接納能力￥L為;
【文檔編號】H02J3/38GK104037804SQ201410276725
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權日:2014年6月19日
【發(fā)明者】孫勇, 吳文傳, 鄭太一, 王彬, 范國英, 郭慶來, 楊國新, 張伯明, 郭雷, 孫宏斌, 李振元, 潘昭光 申請人:國家電網公司, 國網吉林省電力有限公司, 清華大學