[发明专利]一种考虑电网安全的电力系统风电场自由发电控制方法

摘要

本发明涉及一种考虑电网安全的电力系统风电场自由发电控制方法，属于新能源接入电力系统的运行和控制技术领域。本方法根据最小弃风和公平调度的原则，当电网的风力发电接纳空间按照风力发电负荷偏差最小的方法分配到各风电场，使得风电场在自由发电状态下，一方面避免由于有功设定值过小而产生不必要的弃风，同时避免由于有功设定值过大，使得风电场有功出力超过电网的承受极限。本方法可集成在调度中心运行的风力发电有功控制主站系统中，使该系统能够实时根据风力发电运行状态和电网运行状态，实施最适宜的控制策略，保证电网有足够下旋备安全空间，并且风电场与电网连接线路断面的有功功率安全，并兼顾各风电场间的公平调度。

主权项

一种考虑电网安全的电力系统风电场自由发电控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)从电网的数据采集与监视控制系统采集当前电网自动发电控制机组的实时下旋备、风电场与电网之间的连接线路有功功率偏差，从电网调度中心得到电网可接纳的风电场有功功率从电网的数据采集与监视控制系统采集与电网相连的各风电场的实时有功功率p^w和各风电场与电网之间连接线路断面的实时有功功率p^s，从电网调度中心获取有功功率下限估计最大有功功率和有功功率上限(2)若上述风电场有功功率则将与电网相连的各风电场的自由发电调节量设为0，并进行步骤(6)；(3)从电网调度中心获取各风电场对风电场与电网之间连接线路断面的有功功率灵敏度S^SW；(4)建立考虑电网安全的电力系统风电场自由发电控制方法的目标函数，如下：$\underset{\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,f}}{\min }(W^p\·(\mathrm{\Δ}{p}_{\mathrm{wind}}^{\mathrm{cap}}-\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,f})+W^r\·\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}{\left({r_i}^w\right)}^2)$其中：Ω^w为与电网相连的所有风电场集合，为电网可接纳的风电场有功功率，为第i个风电场的自由发电调节量，r_i^w为第i个风电场的负载偏差率，W^p、W^r分别为权重系数，W^p取值为10.0，W^r取值为0.01；(5)设定考虑电网安全的电力系统风电场自由发电控制方法的约束条件，包括：(5‑1)第i个风电场的实时有功功率有功功率下限自由发电调节量和风电场容量p^w,m之间满足以下关系式：${\underset{\‾}{p}}_i^w\≤p_i^w+\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,f}\≤p^{w,m}$(5‑2)第i个风电场与电网之间连接线路断面的实时有功功率有功功率上限灵敏度S^SW和自由发电调节量Δp^w,f之间满足以下关系：$p_i^s+S^{\mathrm{SW}}\mathrm{\Δ}{p}^{w,f}\≤{\stackrel{\‾}{p}}_i^s,$(5‑3)电网中所有风电场的自由发电调节量满足以下关系式：$\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,f}\≤\max \{\mathrm{\Δ}{p}_{\mathrm{wind}}^{\mathrm{cap}},-\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}(p_i^w-{\underset{\‾}{p}}_i^w)\},$其中，Ω^w为与电网相连的所有风电场集合，为电网可接纳的风电场有功功率，为第i个风电场的实时有功功率，为第i个风电场有功功率下限；(5‑4)设定风力发电站自由发电调节量的方向约束，使i∈Ω^w；(6)采用内点法求解上述步骤(4)和步骤(5)的二次规划数学模型，得到风电场自由发电调节量(7)以上述风电场自由发电调节量对风电场进行控制，实现考虑电网安全的电力系统风电场自由发电控制。