[发明专利]一种基于调频成本的风电功率并网评估方法

说明书

一种基于调频成本的风电功率并网评估方法，涉及一种风电功率并网评估方法，为了解决现有的电力系统频率模型未考虑自动增益控制环节以及未考虑风电场参与调频的情况，导致调频的可靠性差问题。本发明以风电场并网功率作为扰动源建立电力系统频率模型，同时根据电力系统调频成本以及风电场产出电能收益建立目标函数；利用目标函数，确定出使得电力系统调频成本最低以及风电场产出电能收益最高的约束条件；利用约束条件对电力系统频率模型进行优化，并对优化后的电力系统频率模型进行输出量求解，得到风力发电机导致的电力系统频率偏差值。有益效果为解决了电力系统调频成本高、频率偏差大的问题。

技术领域

本发明涉及一种风电功率并网评估方法；

背景技术

随着多条新能源输电通道的建设投产，将进一步提高风电富集地区的电力外送能力，使风电富集地区成为典型的风电“外送型”区域电网；然而，由于风电具有随机性及间歇性的特点，导致区域电网外送功率的峰谷差较大且波动性强，给受端电网的安全稳定运行的频率稳定带来风险；目前，将风电并网功率作为频率扰动源建立电力系统频率模型研究对频率偏差的影响、建立电力系统调频成本优化模型，确定可直接并网的频率频段，是一种较好的解决办法；然而，现有的电力系统频率模型未考虑自动增益控制环节，且未考虑风电场参与调频的情况，结论的可靠性无法保证。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的电力系统频率模型未考虑自动增益控制环节以及未考虑风电场参与调频的情况，导致调频的可靠性差问题，提出了一种基于调频成本的风电功率并网评估方法。

本发明所述的一种基于调频成本的风电功率并网评估方法，该并网评估方法包括以下步骤：

步骤一、以风电场并网功率作为扰动源建立电力系统频率模型，该电力系统频率模型的输入量为电力系统频率参考值，扰动量为不同频率段的功率信号，输出量为电力系统的频率偏差；

步骤二、根据电力系统调频成本以及风电场产出电能收益建立目标函数；

步骤三、利用步骤二建立的目标函数，确定出使得电力系统调频成本最低以及风电场产出电能收益最高的约束条件；

步骤四、利用步骤三得出的约束条件对步骤一建立的电力系统频率模型进行优化，并对优化后的电力系统频率模型进行输出量求解，得到风力发电机导致的电力系统频率偏差值。

进一步的，步骤一中电力系统频率模型的建立方法包括确定原动机及其调速器环节的传递函数、确定发电机惯性及恒功率负荷环节的传递函数以及确定AGC环节的传递函数；

所述原动机及其调速器环节的传递函数为：

其中，G₁(s)为原动机及其调速器环节的传递函数；s为函数的自变量；η_R为电力系统中不参与一次调频的机组比例；C_∑为电力系统等效涡轮机高压缸比例；T_∑R为再热器的时间常数，R_∑0为电路系统中所有调速器的等效调差系数；

所述发电机惯性及恒功率负荷环节的传递函数为：

其中，G₂(s)为发电机惯性及恒功率负荷环节的传递函数，M_∑0为电力系统中所有具有惯量的现有发电机的等效惯量，η_M为电力系统中无惯性机组比例，D为负荷的频率系数；

所述AGC环节的传递函数为：

其中，K_∑i为电力系统所有可进行二次调频的机组的等效积分增益；K_∑p分别电力系统所有可进行二次调频的机组的等效比例系数。