[發明專利]一種在風電受限狀態下的大電網有功功率實時控制方法

有效

• 申請號: 201210030599.4
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102545268A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 吳文傳;鄭太一;張伯明;陳建華;王國春;孫宏斌;郭慶來
• 申請（專利權）人: 清華大學;吉林省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種在風電受限狀態下的大電網有功功率實時控制方法，屬于電力系統運行和控制技術領域。

背景技術

大規模風力發電區別于傳統發電方式的特點在于前者具有強隨機性，多時間尺度協調的有功調度模式可以有效提高大電網消納風電的能力。這種調度模式將控制分解為4個階段：日前計劃、滾動計劃、實時調度計劃和AGC。各個環節之間通過“前瞻后顧”的協調優化，逐級消除風力發電預測偏差及負荷預測偏差，達到消納大規模風電的目的。風電預測是實現多時間尺度協調調度的基礎，但風電預測的精度難以保證，目前國外風電場的日前預測誤差一般在25％～40％，有時可能更大，影響了實際效果。

由于風速隨機性及風機慣性等因素的影響，風電場實際發電能力呈現出高頻波動的特性。圖1為某風電場在2011年9月26日的實際有功功率曲線和以15分鐘為一點的基于未來15分鐘到4小時的數值天氣預測結果擬合出的滾動風電預測曲線。從圖1中可以看出，由于風電有功功率在15分鐘周期內存在劇烈的波動，風電預測存在較大誤差。由于風電預測結果在較多時段內低于風電場有功功率的實際最大值，如果將風電預測結果作為風電場的有功功率計劃執行，那么風電場的有功功率將會低于風電場有功功率的實際最大值，稱此時的風電場處于風電受限狀態。風電受限狀態導致數量可觀的棄風損失。如果能夠實時快速地計算出在受限狀態下的風電場的有功功率受限量以及大電網在保證安全前提下可接納的最大有功功率，則可以通過火力發電機以及風力發電機有功功率的優化調整，使得風電利用率達到最大，以彌補風電預測不準確的缺點。

發明內容

本發明的目的是為解決大規模風電場集中接入大電網后的有功調度控制難題，提出一種風電受限態下的大電網有功實時控制方法，據此，本發明提出在多時間尺度協調的有功調度模式中新增一階更短時間尺度的控制環節，該環節在風電場處于風電受限狀態時啟動以減少棄風，本文稱該環節為受限狀態下的實時控制，后面簡稱實時控制。

一種在風電受限狀態下的大電網有功功率實時控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)計算每個風電場在當前時刻t發出的最大有功功率，計算方法為：

將風電場按地理位置分為多個控制區，在每個控制區中設置一臺或多臺標桿風力發電機，標桿風力發電機處于非受限狀態，第i個風電場在當前時刻t的最大有功功率為：

Pi,max(t)=Σc=1NcincPc,leader(t),i=1,2,...,Reg]]>

上式中，Reg為控制區的數量，N_ci為第i個控制區內風力發電機的數量，n_c為第c個控制區內所有風力發電機的數量，P_c，leader為第c個控制區內標桿風力發電機的有功功率；

或：將風電場按地理位置分為多個控制區，第i個風電場在當前時刻t的最大有功功率為：