一种基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法与流程

文档序号:26145595发布日期:2021-08-03 14:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,通过互补集成电源集控中心对常规能源、风电能源进行协调控制:

所述互补集成电源集控中心设置有互补集成单元、常规电源单元和风电电源单元;其中互补集成单元将风电电源单元的一次调频任务全部转嫁至常规电源单元,并满足互补集成电源总有功功率设定值和一次调频的调节要求,向常规电源单元发出对常规电源单元的单元有功功率目标值进行分配的指令、对常规电源单元的一次调频调节系数进行设置的指令;而对风电电源单元发出风电电源机组的开停机操作建议的指令;

所述对常规电源单元的单元有功功率目标值分配的指令:是根据互补集成电源的总有功功率设定值、风电电源单元的单元有功功率实发值得出;

所述对常规电源单元的一次调频调节系数进行设置的指令,是根据风电电源单元有功功率额定容量和常规电源单元有功功率额定容量,对常规电源单元各发电机组执行一次调频时的调节量进行干预,将风电电源单元的一次调频任务全部转嫁至常规电源单元;

所述风电电源机组的开停机操作建议的指令,是根据互补集成电源的总有功功率设定值、常规电源单元的单元联合运行区、风电电源单元的有功功率可能波动范围、风电电源单元的开停机序列以及与开停机序列分别对应的有功功率可能波动范围序列得出,并生成供运行人员参考的针对风电机组的开停机操作建议;

所述常规电源单元,其依据包括水力、火力在内的常规电源的基本参数得到常规电源控制中间参数并发给互补集成单元,并根据接收到的有功功率目标值、一次调频调节系数进行常规电源单元级agc分配和机组有功功率闭环调节;

所述风电电源单元,其将风电电源控制中间参数发给互补集成单元;并发送风电发电机组的开停机操作建议指令。

2.如权利要求1所述的基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,所述互补集成单元对常规电源单元的单元有功功率目标值的分配为:常规电源单元的单元有功功率目标值等于互补集成电源的总有功功率设定值减去风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量;

所述风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量,是基于风电电源单元的单元有功功率实发值、风电电源单元的出力死区按固定周期更新;

所述互补集成单元对常规电源单元的一次调频调节系数的设置为:电网下发的常规电源机组一次调频调节系数乘以一次调频缩放系数;所述一次调频缩放系数等于(风电电源单元有功功率额定容量+常规电源单元有功功率额定容量)÷常规电源单元有功功率额定容量;

所述互补集成单元根据互补集成电源的总有功功率设定值、常规电源单元的单元联合运行区、风电电源单元的有功功率可能波动范围,获取互补集成电源总有功功率设定值的不匹配度量化值;

互补集成单元再依据不匹配度量化值,结合当前的风电电源单元的开停机序列以及与开停机序列分别对应的有功功率可能波动范围序列,生成对风电电源机组的开停机操作建议。

3.如权利要求1所述的基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,所述互补集成单元获取的参数包括:

s1100)互补集成单元输入的参数:

s1111)直接输入的互补集成电源的总有功功率设定值;

s1112)单元有功功率额定容量,其中常规电源单元的单元有功功率额定容量等于该类电源单元正在发电的机组的单机有功功率额定容量的总和;风电电源单元的单元有功功率额定容量等于正在发电的风电机组的单机有功功率额定容量的总和;

s1113)单元有功功率实发值,分别等于常规电源单元和风电电源单元的各机组单机有功功率实发值的总和;

s1120)常规电源单元发送的输入参数:

s1121)常规电源单元的单元一次调频目标调节量,等于正在发电的机组的单机一次调频目标调节量的总和;

s1122)常规电源单元的单元联合运行区;

s1123)常规电源单元的单元一次调频实际调节量;

s1124)常规电源单元的单元一次调频修正量,当常规电源单元各机组的一次调频实际调节量可以测量时,其等于常规电源单元的单元一次调频实际调节量,否则等于s1121所述常规电源单元的单元一次调频目标调节量;

s1125)常规电源单元的单元有功功率调节死区,等于常规电源单元正在运行的机组的单机有功功率调节死区的总和;

s1130)风电电源单元发送的输入参数:

s1131)风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量,由风电电源单元根据单元有功功率实发值和各风电机组出力死区计算得出;

s1132)风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量滤波值,由风电电源单元根据单元有功功率实发值和各风电机组出力死区计算得出;

s1133)风电电源单元的有功功率可能波动范围,是对未来一定时间内风电电源单元有功功率波动范围的预测结果;

s1134)风电电源单元的开机序列和停机序列,以及分别与其对应的有功功率可能波动范围序列;

s1135)风电电源单元的单元一次调频目标调节量:根据与一次调频门槛的比较,其值或者为0,或者为风电电源单元有功功率实发值乘以电网频率偏差再乘以给定的风电一次调频调节系数。

4.如权利要求1所述的基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,所述常规电源单元的运行包括:

s2100)确定常规电源单元的机组类型:

s2110)按照动力能源和调节机制划分的水电机组和火电机组;

s2120)按照发电机组的有功功率调节受控状态的不同,划分的单机开环机组、单机闭环机组、投入agc的机组、未投入agc的机组;

s2200)建立投入agc各机组的组合出力模型,并计算联合运行区、联合建议运行区、联合限制运行区,确定各机组当前的单机agc有功功率分配值;

s2300)将常规电源的单元有功功率目标值与单元联合运行区进行比较,当单元有功功率目标值包含于单元联合运行区时,单元有功功率目标值可行;当单元有功功率目标值不包含于单元联合运行区时,单元有功功率目标值不可行,则寻找使单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议;将生成的运行操作建议分类,并按照所得优先级进行有序展示;

s2400)计算投入agc机组的单机agc有功功率分配值:计算常规电源的单元agc有功功率分配值,在满足条件时,启动常规电源的单元级agc分配流程;然后确定投入agc机组的目标分布组合方式、确定投入agc机组的目标出力组合方式;根据投入agc机组的目标出力组合方式,对投入agc各机组进行agc有功功率分配;

s2500)常规电源单元各单机闭环机组的有功功率调节:

s2510)确定各单机闭环机组的单机有功功率设定值;

s2520)将常规电源单元各单机闭环机组的单机有功功率设定值与一次调频修正量叠加,得到各机组单机有功功率执行值;

s2530)常规电源单元各单机闭环机组的有功功率控制系统,以单机有功功率执行值为目标,对单机有功功率实发值和单机有功功率执行值之间的偏差进行计算,并根据计算结果输出连续信号对机组单机有功功率实发值进行调节,以使机组单机有功功率实发值趋向于单机有功功率执行值,并最终稳定在单机有功功率执行值的调节死区范围内。

5.如权利要求4所述的基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,所述常规电源单元各单机闭环机组的单机有功功率设定值、单机有功功率执行值、单机agc有功功率分配值、单机agc有功功率修正分配值的确定具体包括以下操作:

s2200)所述建立投入agc各机组的组合出力模型,并计算联合运行区、联合建议运行区、联合限制运行区,包括以下操作:

s2210)确定投入agc各机组的单机建议运行区、单机限制运行区、单机禁止运行区、单机运行区:

s2211)单机禁止运行区,是指禁止将机组的单机有功功率设定值设置在其间的负荷区域;对于机组的单机有功功率实发值则是允许穿越或经过单机禁止运行区,但不允许驻留或长期处于单机禁止运行区;

s2212)单机建议运行区,是指当机组的单机有功功率实发值处于其间时,机组运行效率高且运行平稳的负荷区域;在条件允许的情况下,机组的单机有功功率设定值均应优先设置在单机建议运行区内;

s2213)单机限制运行区,当给定的所有机组的总有功功率设定值无论如何分配都不能满足所有机组的单机有功功率设定值均处于单机建议运行区内时,也允许机组的单机有功功率设定值设定在单机限制运行区内;

s2214)单机运行区,s2212所述的单机建议运行区与s2213所述的单机限制运行区统称为单机运行区;

s2215)常规火电机组的低负荷区域为单机禁止运行区,火电机组的单机禁止运行区约为额定容量的0~50%,额定容量扣除单机禁止运行区后的剩余部分均为单机建议运行区;

s2216)常规水电机组的单机限制运行区、单机禁止运行区、单机建议运行区的范围采用机组的常规运行参数;

s2217)常规电源机组的单机额定容量扣除单机禁止运行区和单机限制运行区后,其余部分为单机建议运行区,水电机组的单机额定容量随水电站实时水头变化而变化;

s2220)建立投入agc的机组的建议组合出力模型,并计算投入agc机组的联合建议运行区,包括:

s2221)根据各机组单机额定容量、单机禁止运行区范围、单机限制运行区范围、单机建议运行区范围,对投入agc的机组进行分组,以上参数均相同的机组分为同一组;

s2222)各组机组在各种建议分布方式下的分组建议运行区:根据各组机组的单机建议运行区数量和机组台数,确定建议分布方式,然后计算各组机组在每种建议分布方式下的分组建议运行区;

s2223)针对所有投入agc的机组,根据各组机组处于单机建议运行区的不同分布方式及对应的各组机组的分组建议运行区,计算各组机组处于各种建议分布方式下,并进行不同方式的组合时,所分别对应的投入agc机组的组合建议运行区;

s2224)对s2223所得的投入agc机组在所有建议分布组合方式下的组合建议运行区求并集,得出投入agc机组的联合建议运行区;

s2225)根据s2223所得的投入agc机组在各种建议分布组合方式下的组合建议运行区,确定投入agc机组在联合建议运行区内各出力区间下的可用的建议分布组合方式;

s2230)建立投入agc机组的限制组合出力模型,并计算投入agc机组的联合运行区和联合限制运行区,包括:

s2231)对投入agc的机组进行分组;

s2232)分别针对各组机组,根据各机组出力在各单机运行区的分布情况,计算各组机组在各种分布方式下的分组运行区;

s2233)针对所有投入agc的机组,根据各组机组处于单机运行区的不同分布方式及对应的各组机组的分组运行区,计算各组机组处于各种分布方式下,并进行不同方式的组合时,所分别对应的投入agc机组的组合运行区;

s2234)计算投入agc机组的联合运行区和联合限制运行区:对s2233所得的投入agc机组在所有分布组合方式下的组合运行区求并集,得出投入agc机组的联合运行区,然后从投入agc机组的联合运行区中扣除s2224所得的联合建议运行区,得出投入agc机组的联合限制运行区;

s2235)根据s2233所得的投入agc机组在各种分布组合方式下的组合运行区,确定投入agc机组在联合限制运行区内各出力区间下的可用的限制分布组合方式:将s2233所得的每种分布组合方式对应的组合运行区的上下限进行排序,然后按照排序后的上下限对s2234所得的投入agc机组的联合限制运行区进行分割,得出多个出力区间,然后将各出力区间与投入agc机组各种分布组合方式所对应的组合运行区进行比对,得出各出力区间下的可用限制分布组合方式;

s2240)确定各机组当前的单机agc有功功率分配值,包括:

s2241)对于投入agc的机组,单机agc有功功率分配值由单元级agc分配;

s2242)对于未投入agc的单机闭环机组,单机agc有功功率分配值跟踪单机有功功率设定值;

s2243)对于未投入agc的单机开环机组,单机agc有功功率分配值跟踪单机有功功率设定值,而单机有功功率设定值则由单机有功功率实发值赋值,即当单机有功功率设定值不等于单机有功功率实发值,且二者之间的差值绝对值大于单机有功功率调节死区时,将单机有功功率实发值写入单机有功功率设定值;

s2250)将s2224所得投入agc机组的联合建议运行区加上所有未投入agc机组的单机agc有功功率分配值,得到常规电源的单元联合建议运行区,为常规电源单元的有功功率自动化控制提供参考;

s2260)将s2234所得投入agc机组的联合运行区加上所有未投入agc机组的单机agc有功功率分配值,得到常规电源的单元联合运行区,为常规电源单元的有功功率自动化控制和互补集成电源的综合控制提供参考;

s2270)将s2234所得投入agc机组的联合限制运行区加上所有未投入agc机组的单机agc有功功率分配值,得到常规电源的单元联合限制运行区;

s2300)将常规电源的单元有功功率目标值与s2260所述单元联合运行区进行比较,当单元有功功率目标值包含于单元联合运行区时,单元有功功率目标值可行,则跳过s2300剩余步骤;当单元有功功率目标值不包含于单元联合运行区时,单元有功功率目标值不可行,则寻找使单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议:

s2320)寻找通过将未投入agc的机组投入agc控制而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议,包括:

s2321)设置循环变量i1,i1的初始值设置为1;

s2322)对i1进行判断,如果i1大于未投入agc的机组数量则终止s2320,否则继续执行以下步骤,以寻找将i1台未投入agc的机组投入agc控制而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议;

s2323)列举从所有未投入agc的机组中选取i1台的所有组合方式,共c(j1,i1)种,其中c()是组合数函数,j1是未投入agc的机组数量;

s2324)分别按照s2323列举的c(j1,i1)种组合方式,将各种方式所选取的未投入agc的机组假设为投入agc,并重新采用s2200方法计算单元联合运行区和单元联合建议运行区,然后根据新计算出的单元联合运行区,采用s2300方法重新判断单元有功功率目标值的可行性;

s2325)根据s2324计算结果,如果有且仅有1种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则生成运行操作建议;如果有多种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则根据这些方式分别生成操作建议,并跳转至步骤s2326继续执行;如果没有任何一种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则i1=i1+1,然后跳转至步骤s2322对i1是否大于未投入agc的机组数量进行判断,并根据判断结果决定是否执行后续步骤;

s2326)对s2325生成的多项操作建议进行优先级排序,排序依据是这些操作建议分别对应的从未投入agc的机组中选取i1台机组的组合方式,以及s2324所得的各个操作建议分别对应的变化后的单元联合运行区和单元联合建议运行区范围,这些排序依据按照重要程度由高到低分别为:单元有功功率目标值是否属于单元联合建议运行区、选取机组中的水电机组和火电机组的数量、单元有功功率目标值距离单元联合运行区边界或分段边界的差值绝对值大小;

s2330)寻找通过将未发电的机组转为发电态并投入agc而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议,包括:

s2331)设置循环变量i2,i2的初始值设置为1;

s2332)对i2进行判断,如果i2大于可用且未发电的机组数量则终止s2330,否则继续执行以下步骤,以寻找将i2台可用且未发电的机组转为发电态并投入agc而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议;

s2333)列举从所有可用且未发电的机组中选取i2台的所有组合方式,共c(j2,i2)种,其中j2是可用且未发电的机组数量;

s2334)分别按照s2333列举的c(j2,i2)种组合方式,将各种方式所选取的可用且未发电的机组假设为发电态且投入agc,并重新采用s2200方法计算单元联合运行区和单元联合建议运行区,然后根据新计算出的单元联合运行区,采用s2300方法重新判断单元有功功率目标值的可行性;

s2335)根据s2334计算结果,如果有且仅有1种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则生成运行操作建议;如果有多种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则根据这些方式分别生成操作建议“将对应方式选取的可用且未发电的机组转为发电态并投入agc”,并跳转至步骤s2336继续执行;如果没有任何一种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则i2=i2+1,然后跳转至步骤s2332对i2是否大于可用且未发电的机组数量进行判断,并根据判断结果决定是否执行后续步骤;

s2336)对s2335生成的多项操作建议进行优先级排序,排序依据是这些操作建议分别对应的从可用且未发电的机组中选取i2台机组的组合方式,以及s2334所得的各个操作建议分别对应的变化后的单元联合运行区和单元联合建议运行区范围,这些排序依据按照重要程度由高到低分别为:选取机组中的水电机组和火电机组的数量、单元有功功率目标值是否属于单元联合建议运行区、单元有功功率目标值距离单元联合运行区边界或分段边界的差值绝对值大小;

s2340)寻找通过将发电的机组转为非发电态而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议,包括:

s2341)设置循环变量i3,i3的初始值设置为1;

s2342)对i3进行判断,如果i3大于发电的机组数量则终止s2340,否则继续执行以下步骤,以寻找将i3台发电的机组转为非发电态而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议;

s2343)列举从所有发电的机组中选取i3台的所有组合方式,共c(j3,i3)种,其中j3是发电的机组数量;

s2344)分别按照s2343列举的c(j3,i3)种组合方式,将各种方式所选取的发电的机组假设为非发电态,并重新采用s2200方法计算单元联合运行区和单元联合建议运行区,然后根据新计算出的单元联合运行区,采用s2300方法重新判断单元有功功率目标值的可行性;

s2345)根据s2344计算结果,如果有且仅有1种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则生成运行操作建议;如果有多种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则根据这些方式分别生成操作建议“将对应方式选取的发电的机组转为非发电态”,并跳转至步骤s2346继续执行;如果没有任何一种方式重新生成的单元联合运行区能使单元有功功率目标值可行,则i3=i3+1,然后跳转至步骤s2342对i3是否大于发电的机组数量进行判断,并根据判断结果决定是否执行后续步骤;

s2346)对s2345生成的多项操作建议进行优先级排序,排序依据是这些操作建议分别对应的从发电的机组中选取i3台机组的组合方式,以及s2344所得的各个操作建议分别对应的变化后的单元联合运行区和单元联合建议运行区范围,这些排序依据按照重要程度由高到低分别为:选取机组中未投入agc的机组和投入agc的机组的数量、单元有功功率目标值是否属于单元联合建议运行区、单元有功功率目标值距离单元联合运行区边界或分段边界的差值绝对值大小;

s2350)将s2320、s2330、s2340生成的操作建议分类,并按照s2326、s2336、s2346所得优先级进行有序展示;

s2400)计算投入agc机组的单机agc有功功率分配值:

s2410)计算常规电源的单元agc有功功率分配值,包括:

s2411)计算所有未投入agc机组的单机agc有功功率分配值;

s2412)从单元有功功率目标值中减去所有未投入agc机组的单机agc有功功率分配值,得出单元agc有功功率分配值;

s2420)在满足特定条件时,启动常规电源的单元级agc分配流程,触发条件包括:

s2421)所有投入agc机组的单机agc有功功率分配值总和大于或小于s2410所得的单元agc有功功率分配值;

s2422)投入agc机组的组合出力模型或联合运行区、联合建议运行区、联合限制运行区发生变化;

s2423)有投入agc的机组退出单元级agc,或者有未投入agc的机组投入单元级agc;

s2424)有投入agc的水电机组因为水电站水头变化而导致单机有功功率额定容量、单机禁止运行区、单机限制运行区、单机建议运行区范围发生变化;

s2430)确定投入agc机组的目标分布组合方式,包括:

s2431)如果s2410所得的单元agc有功功率分配值处于投入agc机组的联合建议运行区内,则根据s2225得出的投入agc机组在联合建议运行区内各出力区间下的可用的建议分布组合方式,确定可以满足单元agc有功功率分配值的投入agc机组的所有的建议分布组合方式,作为可用的分布组合方式,否则根据s2235得出的投入agc机组在联合限制运行区内各出力区间下的可用的限制分布组合方式,确定可以满足单元agc有功功率分配值的投入agc机组的所有的限制分布组合方式,作为可用的分布组合方式;

s2432)从s2431所得的所有可用的分布组合方式中选择最少机组处于单机限制运行区的组合方式,作为可用的分布组合方式;

s2433)若s2432所得的可用的分布组合方式多于一种,则进一步与当前的分布组合方式进行比较,选择机组穿越单机禁止运行区台次最少的分布组合方式作为目标分布组合方式,如果有多个分布组合方式机组穿越单机禁止运行区台次均为最少并且相同,则全部作为目标分布组合方式;

s2440)确定投入agc机组的目标出力组合方式,包括:

s2441)列举投入agc机组可以满足s2430所得的目标分布组合方式的所有出力组合方式;

s2442)对s2441所列举的所有出力组合方式,与投入agc各机组当前所处的运行区进行比较,选择机组穿越单机禁止运行区台次最少的出力组合方式作为目标出力组合方式;

s2443)如果s2442得出的目标出力组合方式多于1种,则将s2442所得的目标出力组合方式加权投入agc机组的不良工况运行优先级后,加权方式为对处于限制运行区各机组优先级累加求和,选择最少加权数量机组处于单机限制运行区的出力组合方式作为目标出力组合方式,其中机组的不良工况运行优先级可以采用手动和自动两种设置方式,采用手动设置方式时不良工况运行优先级由运行人员手动设定;采用自动设置方式时,系统自动对各台机组自上次检修期后处于限制运行区和禁止运行区的运行时间进行加权统计,并对各台机组加权统计后的时间进行排序,然后按加权时间由短到长,依次从高到低设定自动优先级;

s2443)如果s2443得出的目标出力组合方式多于1种,则加权投入agc机组的不良工况运行优先级后,从s2443所得的目标出力组合方式中选择最少加权台次机组穿越单机禁止运行区的出力组合方式,作为目标出力组合方式;

s2450)根据投入agc机组的目标出力组合方式,对投入agc各机组进行agc有功功率分配,包括:

s2451)将目标出力组合方式下投入agc各机组的目标运行区与当前所处的运行区进行比较,对于单机运行区改变的机组,将原单机agc有功功率分配值修正为目标运行区上下限中最接近当前单机运行区的限值,此后s2452、s2453、s2454中使用的原单机agc有功功率分配值均为该修正后的数值;

s2452)计算单元agc有功功率分配值减去所有投入agc机组的原单机agc有功功率分配值总和的结果,作为待分配值;

s2453)若s2452所得待分配值大于0,则计算投入agc各机组原单机agc有功功率分配值与目标运行区上限的差值绝对值,作为单机可分配值;若s2452所得待分配值小于0,则计算投入agc各机组单机agc有功功率分配值与目标运行区下限的差值绝对值,作为单机可分配值;

s2454)将s2452所得待分配值,按照与s2453所得各投入agc机组单机可分配值等比例的方式分配至各投入agc的机组,并将分配结果分别与各机组的原单机agc有功功率分配值叠加,得到投入agc各机组的单机agc有功功率分配值;

s2510)确定各单机闭环机组的单机有功功率设定值:

s2511)对于未投入agc的单机闭环机组,单机有功功率设定值由运行人员手动设置;

s2512)对于投入agc的火电、水电机组,单机有功功率设定值等于单机agc有功功率分配值;

s2520)将常规电源单元各单机闭环机组的单机有功功率设定值与一次调频修正量叠加,得到各机组单机有功功率执行值。

6.如权利要求1所述的基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,所述风电电源单元的运行包括:

s3100)为每台风电机组生成未来t1时间内的有功功率的可能波动范围,并计算风电电源的单元有功功率的可能波动范围,其中t1是为风电机组可能的开停机操作预留充分时间所设定的参数:

s3200)分别生成风电机组的开停机序列:

s3210)生成发电的风电机组的停机序列,优先级按机组处于发电态的持续时间计算,处于发电态的持续时间越长,优先级越高;

s3220)生成可用且未发电的风电机组的开机序列,优先级按机组处于非发电态的持续时间计算,处于非发电态的持续时间越长,优先级越高;

s3300)生成与风电机组开停机序列对应的有功功率可能波动范围序列:s3310)针对风电机组分别生成与开机序列对应的有功功率可能波动范围序列;s3320)分别生成与风电机组停机序列对应的有功功率可能波动范围序列;

s3400)计算风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量;

s3500)计算风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量滤波值:

s3510)将风电电源单元有功功率实发值参与计算量滤波值初始设置为等于单元有功功率实发值;

s3520)计算风电电源单元有功功率实发值的滤波门槛;

s3530)按固定周期对风电电源单元有功功率实发值参与计算量滤波值和当前风电电源单元有功功率实发值进行比较并更新。

7.如权利要求6所述的基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,所述风电电源单元的运行具体为:

s3100)中若风电电源单元部署了功率预测系统,则采用功率预测功能输出的各风电机组未来t1时间内的有功功率的可能波动范围;

若未部署功率预测系统,则采用以下方法:

s3121)对于发电的风电机组,使用当前功率乘以上限预测参数作为未来t1时间内有功功率可能波动范围的上限值,使用当前功率乘以下限预测参数作为有功功率可能波动范围的下限值,其中上限预测参数>1>下限预测参数>0;上限预测参数、下限预测参数采用固定值或根据先验经验设置动态参数;

s3122)对于未发电的风电机组,则使用与其性能一致或相近的发电机组的未来t1时间内有功功率可能波动范围作为该机组的未来t1时间内有功功率可能波动范围;

s3130)计算未来t1时间内风电电源单元的单元有功功率可能波动范围:将未来t1时间内风电电源单元所有发电机组有功功率可能波动范围的上限累加求和,作为可能波动范围的上限;将未来t1时间内风电电源单元所有发电机组有功功率可能波动范围的下限累加求和,作为可能波动范围的下限;

s3200)针对风电机组分别生成开停机序列包括:

s3210)生成发电风电机组的停机序列,优先级按机组处于发电态的持续时间计算,处于发电态的持续时间越长,优先级越高;

s3220)生成可用且未发电的风电机组的开机序列,优先级按机组处于非发电态的持续时间计算,处于非发电态的持续时间越长,优先级越高;

s3300)针对风电机组分别生成与开停机序列对应的有功功率可能波动范围序列包括:

s3310)针对风电机组生成与开机序列对应的有功功率可能波动范围序列:

s3311)设置变量u1,u1的初始值为1;

s3312)将风电电源单元有功功率可能波动范围,加上风电开机序列中排序u1的机组的有功功率可能波动范围,得到与风电开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序u1的范围,其中排序u1的范围的上限等于风电电源单元有功功率可能波动范围上限加上风电开机序列中排序u1的机组的有功功率可能波动范围上限,排序u1的范围的下限等于风电电源单元有功功率可能波动范围下限加上风电开机序列中排序u1的机组的有功功率可能波动范围下限;

s3313)判断u1是否等于风电开机序列长度,若u1等于风电开机序列长度,则终止步骤s3310,否则执行u1=u1+1,然后继续进行后续步骤;

s3314)将与风电开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序u1-1的范围,加上风电开机序列中排序u1的风电机组的有功功率可能波动范围,得到与风电开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序u1的范围,其中排序u1的范围的上限等于排序u1-1的范围的上限加上风电开机序列中排序u1的机组的有功功率可能波动范围上限,排序u1的范围的下限等于排序u1-1的范围的下限加上风电开机序列中排序u1的机组的有功功率可能波动范围下限;

s3315)跳转至步骤s3313,直至u1等于风电开机序列长度而结束;

s3320)针对风电机组分别生成与停机序列对应的有功功率可能波动范围序列包括:

s3321)设置变量u2,u2的初始值为1;

s3322)将风电电源单元有功功率可能波动范围,减去风电停机序列中排序u2的风电机组的有功功率可能波动范围,得到与风电停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序u2的范围,其中排序u2的范围的上限等于风电电源单元有功功率可能波动范围上限减去风电停机序列中排序u2的机组的有功功率可能波动范围上限,排序u2的范围的下限等于风电电源单元有功功率可能波动范围下限减去风电停机序列中排序u2的机组的有功功率可能波动范围下限;

s3323)判断u2是否等于风电停机序列长度,如果u2等于风电停机序列长度,则终止步骤s3320,否则执行u2=u2+1,然后继续进行后续步骤;

s3324)将与风电停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序u2-1的范围,减去风电停机序列中排序u2的机组的有功功率可能波动范围,得到与风电停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序u2的范围,其中排序u2的范围的上限等于排序u2-1的范围的上限减去风电停机序列中排序u2的机组的有功功率可能波动范围上限,排序u2的范围的下限等于排序u2-1的范围的下限减去风电停机序列中排序u2的机组的有功功率可能波动范围下限;

s3325)跳转至步骤s3323,直至u2等于风电停机序列长度而结束;

s3400)计算风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量为:

s3410)将风电电源单元有功功率实发值参与计算量初始设置为等于单元有功功率实发值;

s3420)设置风电电源单元各机组的出力死区,并进行累加,得到风电电源单元的单元出力死区;

s3430)按固定周期对风电电源单元有功功率实发值参与计算量和当期风电电源单元有功功率实发值进行比较:

s3431)如果二者的差值绝对值小于等于风电电源单元的出力死区,则风电电源单元有功功率实发值参与计算量保持不变;

s3432)如果二者的差值绝对值大于风电电源单元的出力死区,则风电电源单元有功功率实发值参与计算量等于当期风电电源单元有功功率实发值;

s3500)计算风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量滤波值为:

s3510)将风电电源单元有功功率实发值参与计算量滤波值初始设置为等于单元有功功率实发值;

s3520)计算风电电源单元有功功率实发值的滤波门槛,包括:

s3521)设置缩放系数λ,λ>1;

s3522)风电电源单元有功功率实发值的滤波门槛等于单元出力死区乘以λ;

s3530)按固定周期对风电电源单元有功功率实发值参与计算量滤波值和当期风电电源单元有功功率实发值进行比较:

s3531)如果二者的差值绝对值小于等于s3522所得滤波门槛,则风电电源单元有功功率实发值参与计算量滤波值保持不变;

s3532)如果二者的差值绝对值大于s3522所得滤波门槛,则风电电源单元有功功率实发值参与计算量滤波值等于当期风电电源单元有功功率实发值。

8.如权利要求1所述的基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,所述的互补集成单元对常规电源单元的调节包括:

s4100)计算常规电源单元的单元有功功率目标值,等于互补集成电源的总有功功率设定值减去风电电源单元的单元有功功率实发值参与计算量;

s4200)将常规电源的单元有功功率目标值与单元联合运行区进行比较:

s4210)当单元有功功率目标值包含于单元联合运行区时,单元有功功率目标值可行,对单元有功功率目标值进行单元级agc分配;

s4220)当单元有功功率目标值不包含于单元联合运行区时,单元有功功率目标值不可行,则寻找使单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议;

寻找通过将未投入agc的机组投入agc控制而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议,并对运行操作建议的优先级进行排序;

寻找通过将未发电的机组转为发电态并投入agc而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议,并对运行操作建议的优先级进行排序;

寻找通过将发电的机组转为非发电态而使常规电源的单元有功功率目标值变得可行的运行操作建议,并对运行操作建议的优先级进行排序;

s4300)对常规电源单元各单机闭环机组进行有功功率调节:

s4310)互补集成单元计算常规电源单元的一次调频调节系数,包括:

s4311)互补集成单元计算常规电源单元的一次调频缩放系数,等于(风电电源单元有功功率额定容量+常规电源单元有功功率额定容量)÷常规电源单元有功功率额定容量;

常规电源单元各机组在执行一次调频调节、有功功率调节时,根据缩放后的一次调频调节系数进行调节。

9.如权利要求1或8所述的基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,其特征在于,所述的互补集成单元对风电电源单元的调节包括:

s4400)计算未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围:

s4410)计算未来t1时间内各时间点的风电电源单元的单元有功功率容纳范围下限或容纳范围各连续区间下限,包括:

s4411)如果调度提前下发了互补集成电源的有功功率计划曲线,则将未来t1时间内各时间点互补集成电源的总有功功率设定值减去常规电源单元联合运行区上限或联合运行区各连续区间上限,得到未来t1时间内各时间点的风电电源单元的单元有功功率容纳范围下限或容纳范围各连续区间下限;

s4412)如果调度没有提前下发互补集成电源的有功功率计划曲线,则将当前互补集成电源的总有功功率设定值减去常规电源单元联合运行区上限或联合运行区各连续区间上限,得到未来t1时间内各时间点的风电电源单元的单元有功功率容纳范围下限或容纳范围各连续区间下限;

s4420)计算未来t1时间内各时间点的风电电源单元的单元有功功率容纳范围上限或容纳范围各连续区间上限:

s4421)如果调度提前下发了互补集成电源的有功功率计划曲线,则将未来t1时间内各时间点互补集成电源的总有功功率设定值减去常规电源单元联合运行区下限或联合运行区各连续区间下限,得到未来t1时间内各时间点的风电电源单元的单元有功功率容纳范围上限或容纳范围各连续区间上限;

s4422)如果调度没有提前下发互补集成电源的有功功率计划曲线,则将当前互补集成电源的总有功功率设定值减去常规电源单元联合运行区下限或联合运行区各连续区间下限,得到未来t1时间内各时间点的风电电源单元的单元有功功率容纳范围上限或容纳范围各连续区间上限;

s4430)未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围为未来t1时间内各时间点的风电电源单元的单元有功功率容纳范围取交集;

s4500)计算当前风电电源单元机组开停机状态与未来t1时间内互补集成电源总有功功率设定值的不匹配度量化值,包括:

s4510)计算未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间与未来t1时间内风电电源单元有功功率可能波动范围的上限不匹配度:将所得未来t1时间内风电电源单元有功功率可能波动范围的上限分别减去未来t1时间内风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间的上限,并分别对计算结果进行判断,若大于0,则该连续区间上限不匹配度等于计算结果,否则上限不匹配度等于0;

s4520)计算未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间与未来t1时间内风电电源单元有功功率可能波动范围的下限不匹配度:将未来t1时间内风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间的下限分别减去未来t1时间内风电电源单元有功功率可能波动范围的下限,并分别对计算结果进行判断,若大于0,则该连续区间下限不匹配度等于计算结果,否则下限不匹配度等于0;

s4530)按照与未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间一一对应的关系,将s4510所得各连续区间的上限不匹配度分别减去s4520所得各连续区间的下限不匹配度,对所有结果取绝对值,再从所有结果的绝对值中取最小的一个值,得到当前风电电源单元机组开停机状态与未来t1时间内互补集成电源总有功功率设定值的不匹配度量化值;

s4600)寻找将发电的风电机组进行停机的操作建议,包括:

s4610)设置建议停机操作的判断阈值参数;

s4620)设置变量v3,v3的初始值为1;

s4630)如果v3小于等于风电机组停机序列长度,则设置原不匹配度量化值变量,原不匹配度量化值变量等于s4530所得的不匹配度量化值,否则跳转至步骤s4660;

s4640)计算风电机组停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v3的范围与未来t1时间内互补集成电源总有功功率设定值的不匹配度量化值,包括:

s4641)计算未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间与风电机组停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v3的范围的上限不匹配度,将风电机组停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v3的范围上限分别减去未来t1时间内风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间的上限,并分别对计算结果进行判断,若大于0,则该连续区间上限不匹配度等于计算结果,否则上限不匹配度等于0;

s4642)计算未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间与风电机组停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v3的范围的下限不匹配度,将未来t1时间内风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间的下限分别减去风电机组停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v3的范围的下限,并分别对计算结果进行判断,若大于0,则该连续区间下限不匹配度等于计算结果,否则下限不匹配度等于0;

s4643)按照与未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间一一对应的关系,将s4641所得各连续区间的上限不匹配度分别减去s4642所得各连续区间的下限不匹配度,对所有结果取绝对值,再从所有结果的绝对值中取最小的一个值,得到与风电机组停机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v3的范围与未来t1时间内互补集成电源总有功功率设定值的不匹配度量化值;

s4650)将原不匹配度量化值变量减去s4643所得不匹配度量化值,并根据计算结果进行以下操作,包括:

s4651)如果计算结果大于等于s4610设置的判断阈值参数,则v3=v3+1,如果此时v3大于风电机组停机序列长度,则跳转至步骤s4660,否则将原不匹配度量化值变量更新为s4643所得不匹配度量化值,并跳转至步骤s4640继续执行;

s4652)如果计算结果小于s4610设置的判断阈值参数,则跳转至步骤s4660继续执行;

s4660)根据变量v3的值生成操作建议,包括:

s4661)如果v3=1,则不生成任何操作建议;

s4662)如果v3>1,则生成停机操作建议,建议对风电机组停机序列中排序1至v3-1所对应的风电机组执行停机操作;

s4700)寻找将可用且未发电的风电机组进行开机的操作建议,包括:

s4710)人工设置建议开机操作的判断阈值参数;

s4720)设置变量v4,v4的初始值为1;

s4730)如果v4小于等于风电机组开机序列长度,则设置原不匹配度量化值变量,原不匹配度量化值变量等于s4530所得的不匹配度量化值,否则跳转至步骤s4760;

s4740)计算风电机组开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v4的范围与未来t1时间内互补集成电源总有功功率设定值的不匹配度量化值,包括:

s4741)计算未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间与风电机组开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v4的范围的上限不匹配度,将风电机组开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v4的范围上限分别减去未来t1时间内风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间的上限,并分别对计算结果进行判断,若大于0,则该连续区间上限不匹配度等于计算结果,否则上限不匹配度等于0;

s4742)计算未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间与风电机组开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v4的范围的下限不匹配度,将未来t1时间内风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间的下限分别减去风电机组开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v4的范围的下限,并分别对计算结果进行判断,若大于0,则该连续区间下限不匹配度等于计算结果,否则下限不匹配度等于0;

s4743)按照与未来t1时间内的风电电源单元的单元有功功率容纳范围包含的各连续区间一一对应的关系,将s4741所得各连续区间的上限不匹配度分别减去s4742所得各连续区间的下限不匹配度,对所有结果取绝对值,再从所有结果的绝对值中取最小的一个值,得到与风电机组开机序列对应的有功功率可能波动范围序列中排序v4的范围与未来t1时间内互补集成电源总有功功率设定值的不匹配度量化值;

s4750)将原不匹配度量化值变量减去s4743所得不匹配度量化值,并根据计算结果进行以下操作,包括:

s4751)如果计算结果大于等于s4710设置的判断阈值参数,则v4=v4+1,如果此时v4大于风电机组开机序列长度,则跳转至步骤s4760,否则将原不匹配度量化值变量更新为s4743所得不匹配度量化值,并跳转至步骤s4740继续执行;

s4752)如果计算结果小于s4710设置的判断阈值参数,则跳转至步骤s4760继续执行;

s4760)根据变量v4的值生成操作建议,包括:

s4761)如果v4=1,则不生成任何操作建议;

s4762)如果v4>1,则生成开机操作建议,建议对风电机组开机序列中排序1至v4-1所对应的风电机组执行开机操作;

s4800)生成辅助运行人员决策的操作建议,包括:

s4810)将s4200生成的运行操作建议分类,并按照优先级进行有序展示;

s4820)将s4600生成的风电机组停机操作建议进行有序展示,并发送给风电电源单元;

s4830)将s4700生成的风电机组开机操作建议进行有序展示,并发送给风电电源单元。


技术总结
本发明公开了一种基于调频任务转嫁的风电与常规能源组网的控制方法,通过互补集成电源集控中心对常规能源、风电能源进行协调控制:所述互补集成电源集控中心设置有互补集成单元、常规电源单元和风电电源单元;其中互补集成单元将风电电源单元的一次调频任务全部转嫁至常规电源单元,并满足互补集成电源总有功功率设定值和一次调频的调节要求。本发明对于同时具备一次调频和二次调频功能的常规电源,采取了防止两者之间产生调节冲突的控制逻辑,对于不具备一次调频功能但又因为作为发电电源而必须承担一次调频义务的风电电源,采取了将其一次调频任务全部转嫁到常规电源的控制策略。

技术研发人员:刘永珺;胡林;马月姣;陈伟;李铁山;陈江洪;管镇;万建强;白永洪;陆杰夫
受保护的技术使用者:华能澜沧江水电股份有限公司
技术研发日:2021.06.16
技术公布日:2021.08.03
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