在高風電滲透率電網(wǎng)中應(yīng)用的風電調(diào)度實時控制與設(shè)計方法

劉麗萍

摘 要：文中結(jié)合自動發(fā)電控制機組的向下轉(zhuǎn)旋備用及在調(diào)整聯(lián)絡(luò)線功率所出現(xiàn)的誤差，在線計算電網(wǎng)風電消納的余量。再用風力發(fā)電評估打分和網(wǎng)絡(luò)安全方面的限制，可以根據(jù)不同場景組合解除校正控制。根據(jù)該方法，在相應(yīng)省級電網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)并投入實際運行，測試系統(tǒng)仿真和實際系統(tǒng)的實際操作結(jié)果證明了該方法的有效性。

關(guān)鍵詞：高風電滲透率；實時控制；調(diào)度自動化；經(jīng)濟制度

中圖分類號： TM92 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）27-176-2

0 引言

隨機性強風資源預報難度大，抗峰等特點使得電網(wǎng)有功調(diào)度控制更加困難。電網(wǎng)安全最大限度地利用了風能資源，隨著越來越多的風電消費成為面對風電并網(wǎng)的各基地致力于結(jié)局的共同目標。從當前研究和觀點的實際應(yīng)用中，取消風電調(diào)度類5分鐘。然而，一年多的吉林電網(wǎng)和實際試運行表現(xiàn)出闕拉引入主動調(diào)度控制系統(tǒng)，風電更快速調(diào)度的實時控制，網(wǎng)絡(luò)安全的保護顯著的作用。

1 風電調(diào)度分階段決策架構(gòu)

調(diào)度需要平衡風電并網(wǎng)的安全性，經(jīng)濟性和公平性，這是一個典型的多目標優(yōu)化問題。但對于風電并網(wǎng)的普及率高，直接應(yīng)用編程模型不止一個目標，你可能會遇到以下兩個問題。

1.1 可能出現(xiàn)的系統(tǒng)工作不正常

例如，荷蘭和整個網(wǎng)絡(luò)的谷時刮大風的時候，在全網(wǎng)設(shè)備不足或旋轉(zhuǎn)風電流斷面，可能會出現(xiàn)更多的發(fā)送限制使原來的問題沒有解決。

1.2 重新選擇困難

調(diào)度風功率，目標重量比顯著效果控制青少年更大。例如，如果安全目標重量太大，條件可導致數(shù)字模型的劣化，如果安全目標的重量過小，它可以給出合理的解決措施，所以，該控制策略可以保證沒有網(wǎng)絡(luò)安全。

為此，我們引入分階段決策模型，根據(jù)安全性，利用公平和經(jīng)濟原理進行解決，以確保系統(tǒng)始終合理和有效的解決方案。

①階段1，當電網(wǎng)有功越限風電送出斷面的時候，決策制定的主要出發(fā)點應(yīng)該是消除斷面越限，并根據(jù)計算結(jié)果松弛不可行斷面約束。②階段2，使用限制等網(wǎng)絡(luò)安全的限制，風減少的部分第一階段下跌和經(jīng)濟政策的加權(quán)公平調(diào)度雙重目標，產(chǎn)生被遺棄的風力發(fā)電場的最低金額風控調(diào)整 Δρ。③階段3，如果當前的網(wǎng)格仍然能夠繼續(xù)風耗電，自由可以開始控制，無風電場的每個調(diào)整發(fā)電量 Δρ生成。

可以得到各風電場有功調(diào)節(jié)量Δρ的關(guān)系：

②若要通過棄風來使電網(wǎng)調(diào)峰安全得到保障（Δρ<0），必須符合以下條件：

若ρ>0，且ρ<ρ，則Δρ=ρ-ρ （4）

若ρ=0，且ρ>ρ+ρ，則Δρ=ρ+ρ-ρ（5）

2.2 風電打分指標及公平調(diào)節(jié)

要想保證調(diào)度的公平性，風電場容量（或者最大可發(fā)電能力）的調(diào)度控制是已有的風電發(fā)電計劃制定的基礎(chǔ)。這種控制方式僅僅只對風電場的發(fā)電能力做了簡單考慮，各風電場跟蹤控制中心調(diào)度指令的積極性不能被充分調(diào)動起來。

在這里將公正規(guī)劃的新方法，電網(wǎng)友好型風獲得更多的資源，我們將有優(yōu)先權(quán)。定量地描述訪問得分電網(wǎng)友好這里可以使用的評價指標的風電場風力發(fā)電場的程度，風電場考核打分指標cw，以及關(guān)系：

0≤cw≤1 （6）

cw主要由派遣人員確定，并定期更新（每月/每周）。具體的抗風等級評估方法沒有進行解釋的文本。

基于cw，引入風電場平均負載率：

（7）

c為第i個風電場的考核打分指標；Ωw為所有的受控風電場集合； ρ和分別為風電場上送的第i個風電場的出力預測值及其最大值。

2.3 第1階段決策：斷面越限校正控制

當電網(wǎng)是發(fā)送的限制部風的活性存在，選擇更有限校正控制部分，該限制部分的消除，該決定是一個二次規(guī)劃模型中，目標函數(shù)如下：

（8）

Δρ為第i個風電場的有功調(diào)節(jié)量；Ω為存在越限的斷面集合；ε為風電斷面校正死區(qū)；Δρ為第j個斷面的斷面越限校正調(diào)節(jié)量；ρ和分別為第j個斷面的實時有功和有功上限，由運行人員給出；W和W為權(quán)重系數(shù)，在實際應(yīng)用中，W可取值10.0，W可取值0.01。

在第1目標函數(shù)將導致風消除限制部分；每個項目2將導致風電場有功出力以更為平衡的方向發(fā)展。二次規(guī)劃問題滿足以下約束。

①風電場有功校正量Δρ對斷面有功變化Δρ的影響：

Δρ=SΔρ （9）

S為風電場有功對風電送出斷面的有功靈敏度矩陣。

②發(fā)送到靈敏度的活動部分風的風功率一般正或接近零。避免了風電場的更有限的部分有關(guān)于調(diào)整的積極參與的影響很小，同時避免增加風能的有效輸出和校正在控制命令的方向相反引入風電調(diào)整的有效約束的方向：

（10）

式中：S為第i 個風電場的有功變化對越限斷面的有功靈敏度。

2.4 第2階段決策：最小棄風控制

基于部分限制本文第2階段給出的松弛階段1之后，二次規(guī)劃模型，完成廢棄的最低空氣控制。為了達到最低風并使用下面的目標函數(shù)下降都公平調(diào)度：

[ ] （11）

式中：Δρ為第i個風電場的最小棄風優(yōu)化調(diào)整量；W和W為權(quán)重系數(shù)，為了保證最小棄風，一般有W≥W，在實際應(yīng)用中，W可取值10.0，W可取值0.01。

控制第一目標函數(shù)最大程度的愿望后，我們就可以使用電網(wǎng)風電消納的余量，降低了風停了；第二項將導致各風電場有功出力更加平衡的方向（充電速率差接近零）。

部分所述沒有更多的功率計算將在風電場的調(diào)控能力的限制描述可能的約束，你可能還需要滿足保證金的限制風電消納：

（12）

注意，即使其物理意義是所有風電場的有源輸出被控制為調(diào)整最小，整個網(wǎng)絡(luò)可以仍然沖突到達頂部沒有滿足需要，因此，式（12）可更換：

0 引言

隨機性強風資源預報難度大，抗峰等特點使得電網(wǎng)有功調(diào)度控制更加困難。電網(wǎng)安全最大限度地利用了風能資源，隨著越來越多的風電消費成為面對風電并網(wǎng)的各基地致力于結(jié)局的共同目標。從當前研究和觀點的實際應(yīng)用中，取消風電調(diào)度類5分鐘。然而，一年多的吉林電網(wǎng)和實際試運行表現(xiàn)出闕拉引入主動調(diào)度控制系統(tǒng)，風電更快速調(diào)度的實時控制，網(wǎng)絡(luò)安全的保護顯著的作用。

1 風電調(diào)度分階段決策架構(gòu)

調(diào)度需要平衡風電并網(wǎng)的安全性，經(jīng)濟性和公平性，這是一個典型的多目標優(yōu)化問題。但對于風電并網(wǎng)的普及率高，直接應(yīng)用編程模型不止一個目標，你可能會遇到以下兩個問題。

1.1 可能出現(xiàn)的系統(tǒng)工作不正常

例如，荷蘭和整個網(wǎng)絡(luò)的谷時刮大風的時候，在全網(wǎng)設(shè)備不足或旋轉(zhuǎn)風電流斷面，可能會出現(xiàn)更多的發(fā)送限制使原來的問題沒有解決。

1.2 重新選擇困難

調(diào)度風功率，目標重量比顯著效果控制青少年更大。例如，如果安全目標重量太大，條件可導致數(shù)字模型的劣化，如果安全目標的重量過小，它可以給出合理的解決措施，所以，該控制策略可以保證沒有網(wǎng)絡(luò)安全。

為此，我們引入分階段決策模型，根據(jù)安全性，利用公平和經(jīng)濟原理進行解決，以確保系統(tǒng)始終合理和有效的解決方案。

①階段1，當電網(wǎng)有功越限風電送出斷面的時候，決策制定的主要出發(fā)點應(yīng)該是消除斷面越限，并根據(jù)計算結(jié)果松弛不可行斷面約束。②階段2，使用限制等網(wǎng)絡(luò)安全的限制，風減少的部分第一階段下跌和經(jīng)濟政策的加權(quán)公平調(diào)度雙重目標，產(chǎn)生被遺棄的風力發(fā)電場的最低金額風控調(diào)整 Δρ。③階段3，如果當前的網(wǎng)格仍然能夠繼續(xù)風耗電，自由可以開始控制，無風電場的每個調(diào)整發(fā)電量 Δρ生成。

可以得到各風電場有功調(diào)節(jié)量Δρ的關(guān)系：

Δρ= Δρ+Δρ （1）

2 具體實現(xiàn)辦法

2.1 電網(wǎng)可消納風電裕度評估方法

如果對于風電送出斷面約束不作考慮，電網(wǎng)調(diào)峰能力決定著電網(wǎng)可消納風電裕度Δρ，綜合AGC機組的實時下旋備、聯(lián)絡(luò)線偏差、未來負荷變化趨勢我們可以進行計算。得到的結(jié)果如表 1。表中包含著計算Δρ使用到的變量和數(shù)據(jù)來源。數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控用SCADA來表示。

表1 電網(wǎng)可消納風電裕度計算用變量

Δρ的評估方法如下。

①電網(wǎng)要想繼續(xù)消納風電（Δρ>0），必須符合以下條件：

若ρ>0，且ρ>ρ，則Δρ=ρ-ρ （2）

若ρ=0，且ρ<ρ-ρ，則Δρ=ρ-ρ- ρ（3）

②若要通過棄風來使電網(wǎng)調(diào)峰安全得到保障（Δρ<0），必須符合以下條件：

若ρ>0，且ρ<ρ，則Δρ=ρ-ρ （4）

若ρ=0，且ρ>ρ+ρ，則Δρ=ρ+ρ-ρ（5）

2.2 風電打分指標及公平調(diào)節(jié)

要想保證調(diào)度的公平性，風電場容量（或者最大可發(fā)電能力）的調(diào)度控制是已有的風電發(fā)電計劃制定的基礎(chǔ)。這種控制方式僅僅只對風電場的發(fā)電能力做了簡單考慮，各風電場跟蹤控制中心調(diào)度指令的積極性不能被充分調(diào)動起來。

在這里將公正規(guī)劃的新方法，電網(wǎng)友好型風獲得更多的資源，我們將有優(yōu)先權(quán)。定量地描述訪問得分電網(wǎng)友好這里可以使用的評價指標的風電場風力發(fā)電場的程度，風電場考核打分指標cw，以及關(guān)系：

0≤cw≤1 （6）

cw主要由派遣人員確定，并定期更新（每月/每周）。具體的抗風等級評估方法沒有進行解釋的文本。

基于cw，引入風電場平均負載率：

）

式中：S為第i 個風電場的有功變化對越限斷面的有功靈敏度。

2.4 第2階段決策：最小棄風控制

基于部分限制本文第2階段給出的松弛階段1之后，二次規(guī)劃模型，完成廢棄的最低空氣控制。為了達到最低風并使用下面的目標函數(shù)下降都公平調(diào)度：

式中：Δρ為第i個風電場的最小棄風優(yōu)化調(diào)整量；W和W為權(quán)重系數(shù)，為了保證最小棄風，一般有W≥W，在實際應(yīng)用中，W可取值10.0，W可取值0.01。

控制第一目標函數(shù)最大程度的愿望后，我們就可以使用電網(wǎng)風電消納的余量，降低了風停了；第二項將導致各風電場有功出力更加平衡的方向（充電速率差接近零）。

部分所述沒有更多的功率計算將在風電場的調(diào)控能力的限制描述可能的約束，你可能還需要滿足保證金的限制風電消納：

注意，即使其物理意義是所有風電場的有源輸出被控制為調(diào)整最小，整個網(wǎng)絡(luò)可以仍然沖突到達頂部沒有滿足需要，因此，式（12）可更換：

該研究主要闡述了漸進功率編程模型風能和實時控制決策過程，風力發(fā)電為第二階段的剖面，并考慮到風電場之間通過第一自由階段進入三個階段，以進一步降低風能，與實際地點、有效控制在風能的發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合。模擬和實際結(jié)果表明，這種方法不僅效率高，而且結(jié)果比較準確。

參 考 文 獻

[1] 王彬，孫勇，吳文傳，等.應(yīng)用于高風電滲透率電網(wǎng)的風電調(diào)度實時控制方法與實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2015.

[2] 李世春，鄧長虹，龍志君，等.適應(yīng)于電網(wǎng)高風電滲透率下的雙饋風電機組慣性控制方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2016（1）：33-38.

[3] 鄧長虹，李世春，周沁，等.適應(yīng)于電網(wǎng)高風電滲透率條件下的雙饋風機慣性控制方法，CN104852377A[P].2015.

該研究主要闡述了漸進功率編程模型風能和實時控制決策過程，風力發(fā)電為第二階段的剖面，并考慮到風電場之間通過第一自由階段進入三個階段，以進一步降低風能，與實際地點、有效控制在風能的發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合。模擬和實際結(jié)果表明，這種方法不僅效率高，而且結(jié)果比較準確。

參 考 文 獻

[1] 王彬，孫勇，吳文傳，等.應(yīng)用于高風電滲透率電網(wǎng)的風電調(diào)度實時控制方法與實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2015.

[2] 李世春，鄧長虹，龍志君，等.適應(yīng)于電網(wǎng)高風電滲透率下的雙饋風電機組慣性控制方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2016（1）：33-38.

[3] 鄧長虹，李世春，周沁，等.適應(yīng)于電網(wǎng)高風電滲透率條件下的雙饋風機慣性控制方法，CN104852377A[P].2015.