配電網(wǎng)中風(fēng)電有功負(fù)荷分配方法

【摘要】風(fēng)力發(fā)電的安全越來(lái)越受到重視，本文對(duì)配電網(wǎng)中風(fēng)電的有功負(fù)荷的分配上進(jìn)行研究，首先介紹了分配方法的思想和分配的條件，再此基礎(chǔ)之上提出了按照容量比例和饋線潮流的兩種分配方法，符合國(guó)家的有關(guān)規(guī)定同時(shí)也滿足實(shí)際應(yīng)用條件。

【關(guān)鍵詞】有功負(fù)荷；風(fēng)力發(fā)電；饋線

1、引言

隨著國(guó)家和政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度的加深，越來(lái)越多的人投入到清潔能源的開發(fā)和利用之中。風(fēng)電由于地球上包含的總?cè)萘看蠖冶阌陂_發(fā)而越來(lái)越受到重視。但是風(fēng)電的輸出功率不斷的在變化，而且不同地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電的管理部門不同等特點(diǎn)。風(fēng)力發(fā)電量的增加對(duì)目前的電力部門中電的質(zhì)量和安全關(guān)系重大。例如，在風(fēng)電系統(tǒng)出現(xiàn)變化會(huì)影響到電網(wǎng)中電的頻率變化。所以，需要對(duì)風(fēng)電的安全運(yùn)營(yíng)指導(dǎo)，使風(fēng)電系統(tǒng)工作安全，最大程度的為電網(wǎng)提供電力。由于風(fēng)力發(fā)電十分重要，全世界范圍內(nèi)許多國(guó)家都對(duì)風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行進(jìn)行了研究。得出的普遍認(rèn)可的對(duì)于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行安全的結(jié)論包括：強(qiáng)化控制發(fā)電機(jī)組使輸出功率穩(wěn)定；改進(jìn)舊的電網(wǎng)以達(dá)到新的不同要求。本文論述了配電網(wǎng)中風(fēng)電有功負(fù)荷的分配方法。

2、分配方法的基本思想

風(fēng)電系統(tǒng)中負(fù)荷分配的根據(jù)有：預(yù)計(jì)特殊情況下的要求；充分考慮總?cè)萘浚还烙?jì)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度；考慮機(jī)組的運(yùn)行條件。風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行有功負(fù)荷分配的條件有：系統(tǒng)中每個(gè)發(fā)電機(jī)組單獨(dú)管理，沒有經(jīng)過(guò)統(tǒng)一控制；饋線終端可以獲得系統(tǒng)工作的狀況和每個(gè)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

2.1風(fēng)電系統(tǒng)負(fù)荷分配條件.要改變輸出功率的值就應(yīng)該考慮頻率和系統(tǒng)所在區(qū)域的工作情況。處于啟動(dòng)區(qū)，應(yīng)采取并網(wǎng)操作，由于輸出功率不能預(yù)計(jì)，則需要根據(jù)系統(tǒng)的狀況來(lái)并網(wǎng)；處于其他區(qū)域，由于輸出功率一定，則依據(jù)系統(tǒng)的頻率大小確定如何控制輸出功率。

2.2風(fēng)電系統(tǒng)負(fù)荷分配方案的基本思想.調(diào)節(jié)輸出功率的大小時(shí)應(yīng)該控制的主要有兩個(gè)參數(shù)：系統(tǒng)頻率的偏差，其功率的變化大體上和負(fù)荷功率的變化相同，而饋線中注入功率的改變體現(xiàn)了饋線損耗的情況，所以這一部分的功率用鄰近兩個(gè)饋線注入功率的改變△Pf來(lái)表示；功率改變量△Pr。不同的條件下的輸出功率的該變量的大小是由饋線終端來(lái)確定的，同時(shí)依據(jù)具體的規(guī)則將其分配給每一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

圖1所示的是風(fēng)電系統(tǒng)負(fù)荷分配的大體過(guò)程。A框中為分配條件的判斷；B框中為功率調(diào)整量的獲得；C框中為得到的確定的分配方案。ABC三個(gè)框圖共同組成了饋線端的中心。

3、風(fēng)電機(jī)組容量比例分配方法

在實(shí)際的工作過(guò)程中，饋線系統(tǒng)的自動(dòng)化管理水平可能會(huì)降低，這時(shí)只可以獲得饋線注入功率，不能夠獲取準(zhǔn)確的饋線中的負(fù)荷信息，因此考慮依據(jù)系統(tǒng)的固有頻率以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行信息來(lái)分配負(fù)荷。因?yàn)樾枰紤]不同風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行商的利益，因此依據(jù)不同運(yùn)營(yíng)商的容量的比例來(lái)分配調(diào)整量是一個(gè)比較公平合理的方法。設(shè)調(diào)整周期開始時(shí)負(fù)荷的分配系數(shù)：

其中：PWiN是單個(gè)機(jī)組有功輸出額定功率；m是電機(jī)組的總量。所以，可以獲得單個(gè)機(jī)組的調(diào)整值:△pwj=kmi△p制定了分配方案之后，需要對(duì)每個(gè)機(jī)組的調(diào)整值進(jìn)行校驗(yàn)。如果能夠滿足規(guī)定的要求則通過(guò)制定的方案；反之需要改進(jìn)方案，具體步驟如下。

設(shè)沒能調(diào)節(jié)充分的電機(jī)集合ΩLACK，數(shù)量為ω。則每個(gè)調(diào)整余量：

其中Pwind，j是一定風(fēng)速下發(fā)電機(jī)組所輸出的有功功率的值。

修正之后的ΩLACK中負(fù)荷分配的具體值：

其中j∈ΩLACK。

余下的發(fā)電機(jī)組中分配負(fù)荷的具體值：

修正之后的發(fā)電機(jī)組的輸出有功載荷為：

△p′wj=k′mi△p

4、饋線潮流分配方法

在饋線系統(tǒng)自動(dòng)化管理水平高的時(shí)候，饋線終端可以及時(shí)的獲取饋線中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷以及潮流信息。由于系統(tǒng)的工作狀態(tài)在較短時(shí)間中不可能發(fā)生劇烈比那話，而且分配的負(fù)荷數(shù)量是確定的，因此可以采用電氣剖分法利用之前的潮流信息來(lái)獲得功率調(diào)控的分配量，來(lái)確定下一個(gè)過(guò)程中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)負(fù)荷的分配情況。

一、設(shè)每個(gè)發(fā)電機(jī)組提供的供電負(fù)荷為ΩWLK，個(gè)數(shù)為n。有功功率在ΩWLK內(nèi)l個(gè)負(fù)荷的起始功率因數(shù)為：

其中，j∈ΩLACK；Pwi_li是每個(gè)機(jī)組對(duì)負(fù)荷供電的功率；pli是負(fù)荷的功率。

二、通過(guò)上式中得到的因子，求△P在單個(gè)的分配值：

三、檢驗(yàn)和修正調(diào)節(jié)余量。對(duì)于一些余量不足的機(jī)組來(lái)說(shuō)，分配功率及分布因數(shù)修改為：

需要指出的是，這種方法并沒有使用優(yōu)化模型，采用的是在上個(gè)周期中每個(gè)運(yùn)營(yíng)商的分配情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行再分配的，這樣做主要是盡可能的兼顧每個(gè)運(yùn)營(yíng)商的收益，減少不必要的爭(zhēng)議。這個(gè)時(shí)候負(fù)荷的分配和功率的調(diào)整值不同：前者經(jīng)過(guò)優(yōu)化算法得到實(shí)施，不同機(jī)組的功率都可以增加或減少；而后者，忽略風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行成本，同時(shí)由于不允許增減同時(shí)發(fā)生，所以只能同時(shí)增加或同時(shí)減少而互相制約，這也制約了運(yùn)營(yíng)商的收益。鑒于這個(gè)原因，本文中所采用的方法直接得到負(fù)荷的分配因數(shù)來(lái)對(duì)功率進(jìn)行調(diào)整和分配，比較簡(jiǎn)單且容易得到運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)可。

5、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)文章中的分析，按照風(fēng)力發(fā)電機(jī)的容量的比例大小來(lái)進(jìn)行功率分配的方法可以在電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度不高的條件下對(duì)風(fēng)電的有功負(fù)荷進(jìn)行分配；按照饋線潮流的方法可以在電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度高的條件下通過(guò)分析各種信息從而對(duì)風(fēng)電的有功負(fù)荷進(jìn)行合理的分配。這兩種方法都滿足國(guó)家的規(guī)定和風(fēng)電運(yùn)營(yíng)企業(yè)的利益以及現(xiàn)有設(shè)備的要求，可以在實(shí)際應(yīng)用中得到推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]魏偉，許勝輝.風(fēng)力發(fā)電及相關(guān)技術(shù)綜述[J].微電機(jī)，2009(04).

[2]吳聶根，程小華.變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述[J].微電機(jī)，2009(08).

[3]遲永寧，劉燕華，王偉勝，陳默子，戴慧珠.風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)的影響[J].電網(wǎng)技術(shù)，2007(03).