[发明专利]一种在风电受限状态下的大电网有功功率实时控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在风电受限状态下的大电网有功功率实时控制方法，属于电力系统运行和控制技术领域。

背景技术

大规模风力发电区别于传统发电方式的特点在于前者具有强随机性，多时间尺度协调的有功调度模式可以有效提高大电网消纳风电的能力。这种调度模式将控制分解为4个阶段：日前计划、滚动计划、实时调度计划和AGC。各个环节之间通过“前瞻后顾”的协调优化，逐级消除风力发电预测偏差及负荷预测偏差，达到消纳大规模风电的目的。风电预测是实现多时间尺度协调调度的基础，但风电预测的精度难以保证，目前国外风电场的日前预测误差一般在25％～40％，有时可能更大，影响了实际效果。

由于风速随机性及风机惯性等因素的影响，风电场实际发电能力呈现出高频波动的特性。图1为某风电场在2011年9月26日的实际有功功率曲线和以15分钟为一点的基于未来15分钟到4小时的数值天气预测结果拟合出的滚动风电预测曲线。从图1中可以看出，由于风电有功功率在15分钟周期内存在剧烈的波动，风电预测存在较大误差。由于风电预测结果在较多时段内低于风电场有功功率的实际最大值，如果将风电预测结果作为风电场的有功功率计划执行，那么风电场的有功功率将会低于风电场有功功率的实际最大值，称此时的风电场处于风电受限状态。风电受限状态导致数量可观的弃风损失。如果能够实时快速地计算出在受限状态下的风电场的有功功率受限量以及大电网在保证安全前提下可接纳的最大有功功率，则可以通过火力发电机以及风力发电机有功功率的优化调整，使得风电利用率达到最大，以弥补风电预测不准确的缺点。

发明内容

本发明的目的是为解决大规模风电场集中接入大电网后的有功调度控制难题，提出一种风电受限态下的大电网有功实时控制方法，据此，本发明提出在多时间尺度协调的有功调度模式中新增一阶更短时间尺度的控制环节，该环节在风电场处于风电受限状态时启动以减少弃风，本文称该环节为受限状态下的实时控制，后面简称实时控制。

一种在风电受限状态下的大电网有功功率实时控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)计算每个风电场在当前时刻t发出的最大有功功率，计算方法为：

将风电场按地理位置分为多个控制区，在每个控制区中设置一台或多台标杆风力发电机，标杆风力发电机处于非受限状态，第i个风电场在当前时刻t的最大有功功率为：

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

上式中，Reg为控制区的数量，N_ci为第i个控制区内风力发电机的数量，n_c为第c个控制区内所有风力发电机的数量，P_c，leader为第c个控制区内标杆风力发电机的有功功率；

或：将风电场按地理位置分为多个控制区，第i个风电场在当前时刻t的最大有功功率为：