[发明专利]一种含风电电力系统的频率协调控制方法

说明书

本发明公开了一种含风电电力系统的频率协调控制方法，本发明基于改进的频率分析模型，在预测层面上，利用风电功率超短期预测结果制定火电机组深度调峰状态的开关计划；然后，在实时层面上，利用深度调峰状态的开关计划进行实时风电功率注入下系统的频率协调控制。本发明频率协调控制方法提高了系统的频率稳定性，适用于高风电渗透率的互联电网，具有良好的推广价值和应用前景。

技术领域

本发明属于电力系统运行与控制技术领域，尤其是涉及一种含风电电力系统的频率协调控制方法。

背景技术

目前，火力发电在我国电源结构中仍占据较大比重。其中，具有快速爬坡能力的燃气机组很少，火力发电主要依靠低爬坡速率的燃煤机组。大规模的风电并网可能会使得传统燃煤机组难以跟踪系统的净负荷，无法维持系统的有功平衡，造成频率偏差越限，严重威胁系统的频率稳定。

针对以上问题，国内外学者开展了大量研究，其研究方法大致可以归纳为两类：

(1)通过对风机进行控制，如转子惯性控制、转子超速控制、变桨距控制等，来主动响应系统的频率变化。但该方法受风速和风机运行状态的影响，难以保证全风况下风机参与系统调频的可信度。

(2)从电网侧采取控制措施，采用储能来平抑风电的波动性。但依靠储能来承担系统的调频需求，会造成储能容量配置过大、成本高、经济性低等问题。

在我国当前的电源背景下，对火电机组进行一定的控制，提升火电机组的调峰调频能力具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明从多源互补角度出发，提供了一种含风电电力系统的频率协调控制方法，该方法通过提升火电机组的变负荷范围和变负荷速率，来提高系统的频率稳定性。

本发明基于改进的ACE控制模式，建立了考虑火电机组调节死区、爬坡速率、调节容量、AGC控制周期等非线性因素的含风电的互联电力系统的频率分析模型，基于该频率分析模型提供考虑火电机组深度调峰的频率协调控制策略。首先，在预测层面上，利用风电功率超短期预测的结果制定火电机组深度调峰状态的开关计划。然后，在实时层面上，利用所制定的深度调峰状态的开关计划进行实时风电功率注入下系统的频率协调控制。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种含风电电力系统的频率协调控制方法，包括步骤：

S1构建频率分析模型；

S2根据频率分析模型，对具有深度调峰能力的火电机组制定其深度调峰状态的开关计划，下述将“具有深度调峰能力的火电机组”简记为“火电机组”，本步骤具体为：

2.1初始化时刻t＝0，初始化各时刻深度调峰状态量state为0，设定时间步长△t、仿真时间段、火电机组相邻深度调峰状态的最小间隔时间t₀、深度调峰状态持续时间t₁和阈值γ，根据工程实际设定t₀、t₁值，根据经验设定γ；

2.2时刻t下，基于风电功率超短期预测数据和频率分析模型进行频率预估计，得火电机组所在区域的所有同步发电机的频率偏差的平均值Δf_ave(t)；

2.3若火电机组时刻t的深度调峰状态量state(t)＝0，执行子步骤2.4；否则，令火电机组的state(t+Δt)＝1后，执行子步骤2.5；