一種電網可接納風力發電能力的在線計算方法
2023-06-02 21:16:26
一種電網可接納風力發電能力的在線計算方法
【專利摘要】本發明涉及一種電網可接納風力發電能力的在線計算方法，屬於新能源接入電力系統的運行和控制【技術領域】。本方法依據自動發電控制機組有功功率向下旋轉備用和聯絡線有功功率偏差定義了限制風力發電態、保持態和增加風力發電態等三種電網風力發電接納狀態。並依據當前電網是否有機組投入自動發電控制，分別給出三種風力發電接納狀態下的電網可接納風力發電能力計算方法。在保障電網安全的前提下，最大可能減少限制風力發電。本方法可集成在調度中心運行的風力發電有功控制主站系統中，使該系統能夠實時根據風力發電運行狀態和電網運行狀態，實施最適宜的控制策略，以實現不同的電網安全、優質、經濟的控制需求。
【專利說明】—種電網可接納風力發電能力的在線計算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電網可接納風力發電能力的在線計算方法，屬於新能源接入電力系統的運行和控制【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電資源，儘可能多地消納風力發電已經成為目前各個風力發電基地所在電網面臨的共同挑戰之一。目前，業界已經對風力發電接入後的有功功率調度控制進行了大量研究，並取得一系列研究和應用成果。實際現場運行經驗表明，在有功功率調度控制體系中引入分鐘級的快速風力發電調度實時控制，對保障電網安全，減少限制風力發電損失可以起到顯著作用。
[0003]目前，工程實際現場缺乏針對電網可接納風力發電能力的在線計算方法，導致了由於對電網可接納風力發電能力估計不足所帶來的棄風，降低了風力發電的利用率。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提出一種電網可接納風力發電能力的在線計算方法，用於持續跟蹤電網的風力發電接入狀態，並利用全網參與自動發電控制機組的下旋備裕度來消納風力發電，並在自動發 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，啟動限制風力發電控制，以保障電網安全。本發明適應目前風力發電的快速波動化以及風力發電接入的規模化的控制需求。
[0005]本發明提出的電網可接納風力發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絡線的有功功率控制死區為^?</，電網內自動發
電控制的下旋備死區的上限值和下限值分別為知和；
[0007](2)從電網的數據採集與監視控制系統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電控制機組的有功功率總容量片='、當前所有自動發電控制機組
的下旋備總和如?、電網與風電場之間的聯絡線的有功功率實時值iC7'和電網與風電場之
間的聯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電控制機組的有功功率總容量大於零，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電控制機組的下旋備總和大於上述步驟(I)中自動發電控制下旋備死區上限，即A;?〗=>，則當前電網的風力發電可接
納能力知/為；[0010]
[0011](3 - 2)若當前電網中投入的所有自動發電控制機組的下旋備總和小於上述步驟(I)中自動發電控制下旋備死區下限，即< Apdaegacd,x，則當前電網的風力發電
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電控制機組的有功功率總容量等於零，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絡線的有功功率實時值/T _上述步驟(1)中聯絡線有功功率控制死區ρ?"和上述步驟(2)中聯絡線的有功功率計劃值
之間存在以下關係:^"'〈式:^-/^^，則當前電網的風力發電可接納能力命=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絡線的有功功率實時值iC'與上述步驟(1)中聯絡線有功功率控制死區和上述步驟(2)中聯絡線的有功功率計劃
值；Cfc之間存在以下關係:P:.'.> P；t + Kir"，則當前電網的風力發電可接納能力為:
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絡線的有功功率實時值.1C』與上述步驟(1)中聯絡線有功功率控制死區和上述步驟(2)中聯絡線的有功功率計劃值fn之間存在以下關係:-Λ?Ω</ < PT — P:t ^，則當前電網的風力發電可接納能力為零，即ACz=O。
[0020]本發明提出的電網可接納風力發電能力的在線計算方法，其優點是:
[0021]本方法依據自動發電控制機組向下有功功率旋轉備用和聯絡線有功功率偏差定義了限制風力發電態、保持態和增加風力發電態等三種電網風力發電接納狀態。並依據當前電網是否有機組投入自動發電控制，分別給出三種風力發電接納狀態下的電網可接納風力發電能力計算方法。在保障電網安全的前提下，最大可能減少限制風力發電。本方法可集成在調度中心運打的風力發電有功功率控制王站系統中，使該系統能夠實時根據風力發電運行狀態和電網運行狀態，實施最適宜的控制策略，以實現不同的電網安全、優質、經濟的控制需求。
【具體實施方式】
[0022]本發明提出的電網可接納風力發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絡線的有功功率控制死區為ρ=，
電網內自動發電控制的下旋備死區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範圍為
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)從電網的數據採集與監視控制系統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電控制機組的有功功率總容量;C'當前所有自動發電控制機組
的下旋備總和如:；、電網與風電場之間的聯絡線的有功功率實時值iC7'和電網與風電場之
間的聯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電控制機組的有功功率總容量大於零，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電控制機組的下旋備總和大於上述步驟(I)中自動發電控制下 旋備死區上限，即則表徵當前電網有足夠的自
動發電控制有功功率下旋備，可繼續接納風力發電，當前電網的風力發電可接納能力卸:1為；
[0027]CK!
[0028](3 - 2)若當前電網中投入的所有自動發電控制機組的下旋備總和小於上述步驟
(I)中自動發電控制下旋備死區下限，即Δ/?=: < Np=1，則表徵當前電網的AGC有
功下旋備不足，需要限制風力發電以保障電網安全，當前電網的風力發電可接納能力為:
[0029]g 二吋K
[0030]計算得到的負值表示需要限制風力發電。
[0031](3-3)若當前電網投入的所有自動發電控制機組的下旋備總和如=為:
則當前電網的風力發電可接納能力為零，即如==0;說明不需要限制風力發電也不能繼續增加風力發電接納量。
[0032](4)當電網中投入的所有自動發電控制機組的有功功率總容量等於零，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絡線的有功功率實時值片 與上述步驟(1)中聯絡線有功功率控制死區和上述步驟(2)中聯絡線的有功功率計劃值
之間存在以下關係:-/C"，則表徵當前電網有足夠的空間來接納風力發電，當前電網的風力發電可接納能力為；
【權利要求】
1.一種電網可接納風力發電能力的在線計算方法，其特徵在於該方法包括以下步驟:(1)設定電網與風電場之間的聯絡線的有功功率控制死區為，電網內自動發電控制的下旋備死區的上限值和下限值分別為和;(2)從電網的數據採集與監視控制系統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電控制機組的有功功率總容量P;'、當前所有自動發電控制機組的下旋備總和Δρ:、電網與風電場之間的聯絡線的有功功率實時值和電網與風電場之間的聯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電控制機組的有功功率總容量大於零，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電控制機組的下旋備總和大於上述步驟(1)中自動發電控制下旋備死區上限，即Δ;?> AjPSf』Λ，則當前電網的風力發電可接納能力￥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 優先權日:2014年6月19日
【發明者】孫勇, 吳文傳, 鄭太一, 王彬, 範國英, 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