一种基于次价密封拍卖的风电场有功功率分配方法与流程

本发明针对风电场有功功率控制与分配机制，特别涉及一种基于次价密封拍卖的风电场有功功率分配方法。

背景技术：

随着我国风电技术的不断成熟以及风电产业竞争不断加剧，风电逐步向精细化发展，这也不断催生新技术。与过去一个风电场只有一种或者少数几种型号的机组不同，越来越多的风电场根据机组安装位置的风况差异，个性化定制机组，使机组的发电性能、机械性能、安全性能等与安装位置的风况相适应，更有效的提升风电场投资的收益率，优化风电场的可靠性。各风电设备厂家投入大量的资源，研发的独特技术提升市场竞争能力，与传统的同质化竞争环境相比，新形势下，风电设备厂家对更重视对技术隐私的保护。

随着风电装机容量不断提升，为保证电网的安全经济运行，风电场有功功率控制越来越重要，我国风电并网标准明确规定“风电场必须具有功率调节能力，并能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。为了实现对风电场有功功率的控制，风电场需配置有功功率控制系统，接收并自动执行调度部门远方发送的有功功率控制信号。”传统的风电场有功功率控制器，主要包括：启停机法和比例分配法。启停机法的工作方式是：当风电场有功输出高于设定值时，对风电机组进行顺序停机直到风电场输出功率在设定值以下；当功率低于设定阈值时，顺序启动风电机组并让机组满发来使风电场输出功率接近设定值。比例分配法的工作方式是：按机组可用功率比例，将风电场有功出力任务分配到各机组。这些方法普遍建立在风电场各机组机械性能、安全性能基本一致的假设上，重点保证风电场有功功率跟踪调度部门要求，这些方法用于机组个性定制的风电场有一些不足，主要包括：

（1）对机组的特性缺乏必要的考虑，难以发挥机组个性化定制的优势，甚至可能抵消机组个性化定制的优势；

（2）传统风电场有功功率控制器需要全面掌握各机组信息，以保证分配给机组的有功功率的合理性，综合保证风电场有功功率的可靠性，机组定制化环境下，风电设备厂家将十分重视保护涉及技术隐私的信息，风电场有功功率控制器难以掌握各机组的完全信息，使传统的风电场有功功率控制模式面临可行性挑战；

（3）风电场各机组的发电量，机组的技术优势，难以在发电收益上体现，客观上难以积极促进风电设备厂商大力发展新技术。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提出一种基于次价密封拍卖的风电场有功功率分配方法，风电场有功功率控制器根据次价密封拍卖原则对风电场有功出力任务进行优化分配，这种方法有利于保证风电场有功功率的可靠性，有利于促进各机组之间技术竞争，有利于降低风电场有功功率控制系统的复杂性。

本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：

1）风电场有功功率控制器在接到风电场下一个周期的有功功率参考值后，宣布新一个有功功率控制周期开始、新一个有功功率控制周期第一次发电权拍卖开始，并按次价密封方式拍卖有功功率发电权；

2）各风电机组控制器在收到风电场发电权拍卖开始消息后，根据本机组可发有功功率、本机组已中标发电权、本机组剩余发电能力，计算本机组竞标出价并竞标发电权；

3）风电场有功功率控制器根据所辖机组的当次竞标价格，选出当次竞标价格最高的机组作为中标机组，并根据当次投标中的第二价格、风电场未分配有功功率决定中标机组获得的发电权大小，并将当次竞标结果通知所辖各机组；

4）各机组控制器收到竞标结果消息后，判断是否本机中标，如果是本机中标，则更新本机的累计中标发电权、剩余可发电能力；

5）风电场有功功率控制器根据风电场待分配有功功率是否为0决定拍卖是否继续，如果风电场未分配有功功率不是0，拍卖继续，风电场有功率控制器宣布新一次发电权拍卖开始，如果风电场未分配有功功率是0，拍卖停止，风电有功功率控制器向所辖机组宣布拍卖结束；

6）各风电机组控制器在收到拍卖结束的信息后，计算下一个控制周期本机组通过竞标累计获得的发电权，机组在下一个控制周期据此运行，按获得的发电权交付有功功率。

本发明的技术效果在于：本发明风电场有功功率控制器根据次价密封拍卖原则对风电场有功出力任务进行优化分配，各风电机组根据本机组可发功率、已中标功率、剩余发电能力确定本机组的竞标出价，风电场有功功率控制器根据次价密封拍卖原则选出出价最高的机组作为中标机组，中标机组获得的发电权大小为出价第二高机组的竞标出价，该过程反复进行，直到风电场有功出力任务分配完毕。这种方法有利于保证风电场有功功率的可靠性，有利于促进各机组之间技术竞争，有利于降低风电场有功功率控制系统的复杂性。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

参见图1、2，本发明提出的基于次价密封拍卖的风电场有功功率分配方法包括步骤：

a、风电场有功功率控制器在接到风电场下一个周期的有功功率参考值后，宣布新一个有功功率控制周期开始、新一个有功功率控制周期第一次发电权拍卖开始，并按次价密封方式拍卖有功功率发电权，包括以下步骤：

a-1、初始化，，其中，是风电场有功功率参考值；是风电场待分配有功功率；是风电场发电权拍卖标志，其值为1表示处于拍卖状态，其值为0表示拍卖结束；表示第次拍卖；

a-2、风电场有功功率控制器向下辖各机组广播，并等待各机组出价竞标。

b、各风电机组控制器在收到风电场发电权拍卖开始消息后，根据本机组可发有功功率、本机组已中标发电权、本机组剩余发电能力，计算本机组竞标出价并竞标发电权，包括以下步骤：

b-1、如果风电机组控制器收到的信息是，机组控制器根据本机预测风速、机组健康状态、维护计划，计算本机可发有功功率，机组可发有功功率用表示；

b-2、如果风电机组控制器收到的信息是，风电机组控制器进行本机组投标参数初始化，以机组为例，初始化的参数是：，，并把自身的可发功率分成n份，n默认值取5，n值可根据用户需要更改为不大于5的正数，其中，是机组累计中标的发电权，是机组剩余发电能力；

b-3、如果风电机组控制器收到的信息是，而不等于1的数值，风电机组控制器计算自身剩余发电能力，以机组为例，机组剩余发电能力的计算公式为

b-4、风电机组控制器计算自身在该次竞标中的出价，以机组为例，机组在第次拍卖中的出价的计算公式为

min是运算符，表示取最小值；

b-5、风电机组控制器按b-4的计算结果作为出价进行竞标，并只将出价告知风电场有功功率控制器，机组投标后，等待风电场有功功率控制器宣布竞标结果。

c、风电场有功功率控制器根据所辖机组的当次竞标价格，选出当次竞标价格最高的机组作为中标机组，并根据当次投标中的第二价格、风电场未分配有功功率决定中标机组获得的发电权大小，并将当次竞标结果通知所辖各机组，包括以下步骤：

c-1、如果，令，将分配给，否则，令，将分配给，其中是指出价最高的机组，是第次拍卖中标机组获得的发电量，是第次拍卖所有出价中大小排在第二的出价；

c-2、风电场有功功率控制器向所辖机组广播中标机组及其所获得的发电权信息组。

d、各机组控制器收到竞标结果消息后，判断是否本机中标，如果是本机中标，则更新本机的累计中标发电权、剩余可发电能力，即：

d-1、风电机组控制器根据出价最高的机组的编号判断是否本机组中标，如果不是本机的编号，则不操作；

d-2、如果是本机的编号，则刷新本机已中标发电权，已机组是机组的编号为例，已中标功率计算公式为：

。

e、风电场有功功率控制器根据风电场待分配有功功率是否为0决定拍卖是否继续，如果风电场未分配有功功率不是0，拍卖继续，风电场有功率控制器宣布新一次发电权拍卖开始，如果风电场未分配有功功率是0，拍卖停止，风电有功功率控制器向所辖机组宣布拍卖结束；

e-1、风电场有功功率控制器计算剩余未分配发电量，

e-2、确定是否继续拍卖发电权，其原则包括：

（1）如果，则继续拍卖，即令，，并向各机组广播，，跳转到步骤b-3；

（2）如果，则拍卖结束，即令，并向各机组广播，并跳转到步骤f。

f、各风电机组控制器在收到拍卖结束的信息后，计算下一个控制周期本机组通过竞标累计获得的发电权，机组在下一个控制周期据此运行，按获得的发电权交付有功功率，即：

f-1、风电机组控制器只要收到，就令本机组的参考功率等于本机组已中标功率，以机组为例，即令；

f-2、机组下个控制周期跟踪本机参考功率运行，以机组为例，机组在下个控制周期跟踪运行。