[发明专利]一种基于最小弃风控制的电力系统风电场公平调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于最小弃风控制的电力系统风电场公平调度方法，属于新能源接入电力系统的运行和控制技术领域。

背景技术

风资源的强随机性、预测困难、反调峰等特点使得电网有功调度控制愈加困难。如何在保证电网安全的前提下，最大程度利用风力发电资源，尽可能多地消纳风力发电已经成为目前各个风力发电基地所在电网面临的共同挑战之一。目前，业界已经对风力发电接入后的有功功率调度控制进行了大量研究，并取得一系列研究和应用成果。实际现场运行经验表明，在有功功率调度控制体系中引入分钟级的快速风力发电调度实时控制，对保障电网安全，减少弃风损失可以起到显著作用。

目前，工程现场主要采用启发式人工控制方法对风电场有功功率进行控制，即当电网存在安全问题，需要降低风电场有功功率时，运行人员凭借运行经验直接切除1个或者多个风电场或者将弃风量平均分配到各个风电场。这种方法依赖于运行人员的经验，难以保证调度的公平性，同时当电网安全不受限，存在风电接纳空间时，人工控制方式无法及时恢复风电场有功功率，而导致不必要的弃风。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于最小弃风控制的电力系统风电场公平调度方法克服现有技术的不足之处，以适应目前风力发电的快速波动化以及电网安全、最小弃风和公平调度的多重控制需求。

本发明提出的基于最小弃风控制的电力系统风电场公平调度方法，包括以下步骤：

(1)从电网的数据采集与监视控制系统中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，从电网调度中心获取电网可接纳的风电场有功功率采集与电网相连的各风电场的实时有功功率p^w、有功功率下限估计最大有功功率各风电场与电网之间连接线路断面的实时有功功率p^s和有功功率上限

(2)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；

(3)建立基于最小弃风控制的电力系统风电场公平调度方法的目标函数，如下：

其中：Ω^w为与电网相连的所有风电场的集合，为电网可接纳的风电场有功功率，为第i个风电场的弃风调整量，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>W^r，W^p取值10.0，W^r取值0.01；

(4)设定基于最小弃风控制的电力系统风电场公平调度方法的约束条件，包括：

(4-1)第i个风电场的实时有功功率、有功功率下限、弃风调整量和估计最大有功功率之间满足以下关系式：

(4-2)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和弃风调整量Δp^w,o之间的关系满足下式：

(4-3)电网中所有风电场的弃风调整量满足以下关系式：

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；

(4-4)设定风力发电有功功率调节的方向约束，当电网可接纳的风电场有功功率使i∈Ω^w，当时，使i∈Ω^w；

(5)通过内点法求解上述步骤(3)和步骤(4)的二次规划数学模型，得到风电场有功功率调整量；

(6)以上述风电场有功功率调整量对风电场进行控制，实现基于以最小弃风控制为目标的电力系统风电场公平调度。