[发明专利]基于风电主动功率控制的电力系统调度方法

权利要求书

1.一种基于风电主动功率控制的电力系统调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、计算风电场中各风电机组主动功率控制能力；包括计算风电场中各风电机组可调容量、调节速率、风机备用容量；其中，风电机组可调容量通过下一周期预测风速下最大功率与当前周期的输出功率相减后，再与风电机组的额定功率相比而得，调节速率通过测试功率变化率汇总而得，风机备用容量以可调容量的百分之五计算而得；

步骤2、计算风电场主动功率控制能力；包括计算风电场的可调容量、调节速率、风场备用容量，通过将风电场中所有风机在步骤1中计算出的参数求和而得；

步骤3、构建风电场相关约束条件；通过类比常规机组的出力约束和爬坡率约束，使用风电场调节容量和调节速率两个参数，构建风电场出力约束和风电场调节速率约束两个约束条件；其中风电场出力约束要求下一周期风电场输出功率与当前周期风电场的输出功率之差小于风电场可调容量；风电场调节速率约束要求风电场的调节容量小于调节速率；

步骤4、构建基于风电主动功率控制的电力系统调度模型；此模型以系统调度的经济性最佳作为目标，成本包括：常规机组启停成本、出力成本以及风电场出力成本、弃风成本；此模型的约束条件包括：系统的功率平衡约束、潮流安全约束、热备用约束、常规机组出力约束、常规机组爬坡约束、常规机组起停时间约束、常规机组起停费用约束、以及步骤3中构建的风电场出力约束和风电场调节速率约束；

步骤5、基于CPLEX求解模型并得到调度方案；设置电网基本信息和场景，包括电网网架结构、节点参数、线路参数、发电机参数、风电场参数，通过CPELX求解器计算基于风电主动功率控制的电力系统调度模型在相应场景下的调度方案；调度方案包括常规机组以及风电场在各个周期的启停情况和功率输出情况。

2.根据权利要求1所述的基于风电主动功率控制的电力系统调度方法，其特征在于，步骤1所述的风电场中各风电机组主动功率控制能力的计算方法，具体如下：

使用风机可调容量、风机调节速率和风机备用容量三个参数来表征其主动功率控制能力；

①风机可调容量表示的是单一风机能主动参与调度能力，计算公式如下所示：

式中，P_i,max,t+1为风电机组i在下一个周期预测风速下最大功率，P_i,t为风电机组i在此周期风速下的输出功率，P_N,i为风电机组i的额定功率；

②风机调节速率是单一风机参与调度时调节效率的体现，计算公式如下所示：

式中，ΔP_i,a是风电机组i在第a次测试的功率变化值；m是测试的总次数；

③风机备用容量是单一风机参与调度是需预留的容量，取可调容量的5％，计算公式如下所示：

式中，ΔP_i^*为单一风机可调容量，即式(1)计算所得。

3.根据权利要求1所述的基于风电主动功率控制的电力系统调度方法，其特征在于，步骤2所述计算风电场主动功率控制能力的计算方法，具体如下：

①风电场可调容量表示的是单一风电场能主动参与调度能力，计算公式如下所示：

式中，P_i,max,t+1为风电机组i在下一个周期预测风速下最大功率，P_i,t为风电机组i在此周期风速下的输出功率，P_N,i为风电机组i的额定功率，j表示第j个风电场，n_j表示风电场j中风电机组的个数；

②风电场调节速率是单一风电场参与调度时调节效率的体现，计算公式如下所示：

式中，ΔP_i,a是风电机组i在第a次测试的功率变化值，m是测试的总次数，j表示第j个风电场，n_j表示风电场j中风电机组的个数；

③风场备用容量是单一风机参与调度是需预留的容量，取可调容量的5％，计算公式如下所示：

式中，ΔP_i^*为单一风机可调容量，j表示第j个风电场，n_j表示风电场j中风电机组的个数。