一种电网可接纳风力发电能力的在线计算方法
【专利摘要】本发明涉及一种电网可接纳风力发电能力的在线计算方法，属于新能源接入电力系统的运行和控制【技术领域】。本方法依据自动发电控制机组有功功率向下旋转备用和联络线有功功率偏差定义了限制风力发电态、保持态和增加风力发电态等三种电网风力发电接纳状态。并依据当前电网是否有机组投入自动发电控制，分别给出三种风力发电接纳状态下的电网可接纳风力发电能力计算方法。在保障电网安全的前提下，最大可能减少限制风力发电。本方法可集成在调度中心运行的风力发电有功控制主站系统中，使该系统能够实时根据风力发电运行状态和电网运行状态，实施最适宜的控制策略，以实现不同的电网安全、优质、经济的控制需求。
【专利说明】—种电网可接纳风力发电能力的在线计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电网可接纳风力发电能力的在线计算方法，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】
[0002]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，减少限制风力发电损失可以起到显著作用。
[0003]目前，工程实际现场缺乏针对电网可接纳风力发电能力的在线计算方法，导致了由于对电网可接纳风力发电能力估计不足所带来的弃风，降低了风力发电的利用率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种电网可接纳风力发电能力的在线计算方法，用于持续跟踪电网的风力发电接入状态，并利用全网参与自动发电控制机组的下旋备裕度来消纳风力发电，并在自动发 电控制(以下简称AGC)下旋备裕度不足或者风电场与电网连接线路断面越限时，启动限制风力发电控制，以保障电网安全。本发明适应目前风力发电的快速波动化以及风力发电接入的规模化的控制需求。
[0005]本发明提出的电网可接纳风力发电能力的在线计算方法，包括以下步骤:
[0006](I)设定电网与风电场之间的联络线的有功功率控制死区为^?</，电网内自动发
电控制的下旋备死区的上限值和下限值分别为知和；
[0007](2)从电网的数据采集与监视控制系统中获取当前电网运行信息，运行信息包括电网中投入的所有自动发电控制机组的有功功率总容量片='、当前所有自动发电控制机组
的下旋备总和如?、电网与风电场之间的联络线的有功功率实时值iC7'和电网与风电场之
间的联络线的有功功率计划值P=;
[0008](3)当上述电网中投入的所有自动发电控制机组的有功功率总容量大于零，即
时，进行以下判定计算:
[0009](3-1)若当前电网中投入的所有自动发电控制机组的下旋备总和大于上述步骤(I)中自动发电控制下旋备死区上限，即A;?〗=>，则当前电网的风力发电可接
纳能力知/为；[0010]
[0011](3 - 2)若当前电网中投入的所有自动发电控制机组的下旋备总和小于上述步骤(I)中自动发电控制下旋备死区下限，即< Apdaegacd,x，则当前电网的风力发电
可接纳能力知为:
[0012]Map1=Map-1Spdead^
L 」JT wind jt ageage
[0013](3-3)若当前电网投入的所有自动发电控制机组的下旋备总和如=为: 瑪:<￥--Λ?1，则当前电网的风力发电可接纳能力为零，即如il =0;
[0014](4)当电网中投入的所有自动发电控制机组的有功功率总容量等于零，即凡:=0时，则进行以下判定计算:
[0015](4-1)若上述步骤⑵中电网与风电场之间的联络线的有功功率实时值/T _上述步骤(1)中联络线有功功率控制死区ρ?"和上述步骤(2)中联络线的有功功率计划值
之间存在以下关系:^"'〈式:^-/^^，则当前电网的风力发电可接纳能力命=为；
[0016]^P::L=(P:t-P^d)-P:；r
[0017](4 - 2)若上述步骤(2)中电网与风电场之间的联络线的有功功率实时值iC'与上述步骤(1)中联络线有功功率控制死区和上述步骤(2)中联络线的有功功率计划
值；Cfc之间存在以下关系:P:.'.> P；t + Kir"，则当前电网的风力发电可接纳能力为:
仍 cap/ _ sche._ dead \ ^ curr
[0018]Apwjnd = (ptje + Ptie ) - Ptie.[0019](4-3)若上述步骤(2)中电网与风电场之间的联络线的有功功率实时值.1C’与上述步骤(1)中联络线有功功率控制死区和上述步骤(2)中联络线的有功功率计划值fn之间存在以下关系:-Λ?Ω</ < PT — P:t ^，则当前电网的风力发电可接纳能力为零，即ACz=O。
[0020]本发明提出的电网可接纳风力发电能力的在线计算方法，其优点是:
[0021]本方法依据自动发电控制机组向下有功功率旋转备用和联络线有功功率偏差定义了限制风力发电态、保持态和增加风力发电态等三种电网风力发电接纳状态。并依据当前电网是否有机组投入自动发电控制，分别给出三种风力发电接纳状态下的电网可接纳风力发电能力计算方法。在保障电网安全的前提下，最大可能减少限制风力发电。本方法可集成在调度中心运打的风力发电有功功率控制王站系统中，使该系统能够实时根据风力发电运行状态和电网运行状态，实施最适宜的控制策略，以实现不同的电网安全、优质、经济的控制需求。
【具体实施方式】
[0022]本发明提出的电网可接纳风力发电能力的在线计算方法，包括以下步骤:
[0023](I)设定电网与风电场之间的联络线的有功功率控制死区为ρ=，
电网内自动发电控制的下旋备死区的上限值和下限值分别为成:和Cx' pta\—般由调度运行人员人工指定的典型取值范围为
5 - 10兆瓦，々?#的典型取值为200 - 100兆瓦，如=’1的典型取值分别为100 - 50兆瓦。
[0024](2)从电网的数据采集与监视控制系统中获取当前电网运行信息，运行信息包括电网中投入的所有自动发电控制机组的有功功率总容量;C'当前所有自动发电控制机组
的下旋备总和如:；、电网与风电场之间的联络线的有功功率实时值iC7'和电网与风电场之
间的联络线的有功功率计划值Pt'
[0025](3)当上述电网中投入的所有自动发电控制机组的有功功率总容量大于零，即iC>()时，进行以下判定计算:
[0026](3 -1)若当前电网中投入的所有自动发电控制机组的下旋备总和大于上述步骤(I)中自动发电控制下 旋备死区上限，即则表征当前电网有足够的自
动发电控制有功功率下旋备，可继续接纳风力发电，当前电网的风力发电可接纳能力卸:1为；
[0027]CK!
[0028](3 - 2)若当前电网中投入的所有自动发电控制机组的下旋备总和小于上述步骤
(I)中自动发电控制下旋备死区下限，即Δ/?=: < Np=1，则表征当前电网的AGC有
功下旋备不足，需要限制风力发电以保障电网安全，当前电网的风力发电可接纳能力为:
[0029]g 二吋K
[0030]计算得到的负值表示需要限制风力发电。
[0031](3-3)若当前电网投入的所有自动发电控制机组的下旋备总和如=为:
则当前电网的风力发电可接纳能力为零，即如==0;说明不需要限制风力发电也不能继续增加风力发电接纳量。
[0032](4)当电网中投入的所有自动发电控制机组的有功功率总容量等于零，即iC'=0时，则进行以下判定计算:[0033](4-1)若上述步骤(2)中电网与风电场之间的联络线的有功功率实时值片 与上述步骤(1)中联络线有功功率控制死区和上述步骤(2)中联络线的有功功率计划值
之间存在以下关系:-/C"，则表征当前电网有足够的空间来接纳风力发电，当前电网的风力发电可接纳能力为；
【权利要求】
1.一种电网可接纳风力发电能力的在线计算方法，其特征在于该方法包括以下步骤:(1)设定电网与风电场之间的联络线的有功功率控制死区为，电网内自动发电控制的下旋备死区的上限值和下限值分别为和;(2)从电网的数据采集与监视控制系统中获取当前电网运行信息，运行信息包括电网中投入的所有自动发电控制机组的有功功率总容量P;'、当前所有自动发电控制机组的下旋备总和Δρ:、电网与风电场之间的联络线的有功功率实时值和电网与风电场之间的联络线的有功功率计划值it ；(3)当上述电网中投入的所有自动发电控制机组的有功功率总容量大于零，即C】'>0时，进行以下判定计算:(3-1)若当前电网中投入的所有自动发电控制机组的下旋备总和大于上述步骤(1)中自动发电控制下旋备死区上限，即Δ;?> AjPSf’Λ，则当前电网的风力发电可接纳能力￥L为;
【文档编号】H02J3/38GK104037804SQ201410276725
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】孙勇, 吴文传, 郑太一, 王彬, 范国英, 郭庆来, 杨国新, 张伯明, 郭雷, 孙宏斌, 李振元, 潘昭光 申请人:国家电网公司, 国网吉林省电力有限公司, 清华大学