[发明专利]基于多层模糊推理的新能源机组有功分配方法

说明书

基于多层模糊推理的新能源机组有功分配方法，涉及新能源并网发电领域。本发明基于多层模糊推理算法得出新能源电站级的有功分配方案，从而形成新能源机组级的有功分配方案。在新能源电站层，考虑新能源电站的有功调节速率、风速和辐照强度等因素，采用第一层模糊推理得出新能源电站的有功调节指令。在新能源机组层，光伏电站的有功调节量采用平均分配算法分配给站内光伏逆变器；风电场的有功调节量按有功调节能力分配给站内变流器，其中，风机的有功调节能力在综合考虑风速、风机转速和桨距角等因素基础上通过第二层模糊推理得出。本发明综合考虑多种新能源场有功调节性能影响因素，可实现新能源场站响应自动发电控制指令的合理性。

技术领域

本发明涉及新能源并网发电技术领域，具体的说是涉及基于多层模糊推理的新能源机组有功分配方法。

背景技术

当前，全球各国十分重视新能源的开发和利用。我国新能源在能源中的占比也不断提高，截至2021年底，全国风电和光伏新增装机容量分别约为4557万千瓦和5297万千瓦，约占全国电源装机容量13.8％和12.9％。新能源发电大部分需要通过电力电子变换器接入电网，导致传统电网惯量的下降，直接降低电网对有功缺额的反应能力，并且新能源发电的随机性直接导致出力波动，可能引发电力系统安全运行的问题。

新能源电站响应AGC调度指令后，光伏逆变器和风电变流器作为有功调节指令的功率执行单元。由于场内变流器的调节速率、可调节容量等各有差异，如何合理分配有功调节指令是目前新能源电站层有功调节问题的研究重点。目前新能源场站常用得有功分配算法，包括AGC带优先级的平均分配策略、AGC平均计算策略等。

现有使用于现场实验的新能源场站功率分配算法都较为简单，主要有通过逆变器启停操作来实现功率调整，可能导致调节误差偏大。本发明提出一种基于多层模糊推理的新能源机组有功分配方法。

发明内容

发明目的：本发明提出一种基于多层模糊推理的新能源机组有功分配算法，首先得出电站级的有功分配方案，在此基础上得出机组级的有功分配方案。该方法综合考虑多种新能源场有功调节性能的影响因素，实现新能源场站响应AGC指令的合理性。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提出一种基于多层模糊推理的新能源机组有功分配算法。在新能源电站层，将新能源电站的有功调节速率、风速和辐照强度等因素进行综合考虑，采用第一层模糊推理得出各个电站的有功功率修正指令。在新能源机组层，光伏电站的有功调节量采用平均分配算法分配给站内光伏逆变器；风电场的有功调节量按有功调节能力分配给站内变流器，其中，风机的有功调节能力在综合考虑风速、风机转速和桨距角等因素基础上通过第二层模糊推理得出。

假设区域内有m个风电场，n个光伏电站，新能源场站内所有机组均正常运行，新能源电站总有功调节指令为ΔP_AGC。如果ΔP_AGC＞0，提高所有机组有功功率给定；否则降低所有机组有功功率给定。

新能源电场接收电网调度中心的有功功率调节指令，通过第一层模糊估计算法获取风电场和光伏电站有功调节能力的隶属度函数值。根据调度指令ΔP_AGC，可得出风电场和光伏电站有功调节变化量，如下式所示。

式中：分别为光伏电站和风电场调节能力的隶属度函数；α_wind、β_wind、α_pv和β_pv为模糊推理过程中设定的权重系数；μ_wind(v)为风电场安全运行风速模糊集的隶属度函数；μ_wind(λ_wind)为风电场有功调节速率的隶属度函数；μ_pv(S)为光伏电站的运行辐照强度模糊集的隶属度函数；μ_pv(λ_pv)为光伏电站有功调节速率的隶属度函数；分别为风电场和光伏电站有功调节指令值；n为光伏电站内逆变器的台数。