一种有功控制的协调方法、装置及电网结构与流程

本发明涉及电力系统自动有功控制，尤其涉及一种有功控制的协调方法、装置及电网结构。

背景技术：

1、近年来，新能源开发利用持续提速，风电装机规模始终保持较快增长速度，随着新能源装机容量的大幅度提高，规模化新能源电力消纳面临的问题和矛盾更加突出。

2、目前，由于电网按照电压等级分级管理，地调调管的110kv风光新能源无法纳入全省统一的有功控制之中，同时由于一次能源风能、太阳能的随机波动性，决定了大规模新能源电力输出功率的随机波动性和难以准确预测性，无法准确有效实现新能源的并网。

技术实现思路

1、本发明提供了一种有功控制的协调方法、装置及电网结构，以解决现有技术中新能源电力输出功率的存在随机波动性和难以准确预测性，导致无法准确有效实现新能源的并网的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种有功控制的协调方法，包括：

3、在第一调侧的母线上建立虚拟发电机，并在第二调侧建立与所述第一调侧的母线连接的有功送出断面；

4、当控制周期到来时，获取所述虚拟发电机的实时有功功率和可用有功功率，并由所述第二调侧的有功送出断面将实时有功功率和可用有功功率上送至所述第一调侧；

5、待所述第一调侧接收到实时有功功率和可用有功功率后，计算出所述虚拟发电厂的有功出力设定值，并向所述第二调侧发送所述有功出力设定值；

6、当所述第二调侧接收到所述有功出力设定值后，将所述有功出力设定值作为所述有功送出断面的有功送出约束，从而计算出全场有功出力设定值，并根据所述全场有功出力设定值进行有功功率的控制。

7、作为优选方案，在所述在第一调侧的母线上建立虚拟发电机之前，还包括：

8、在第一调侧建立新能源场站的有功控制主站系统，并在第二调侧建立新能源场站的有功控制子站系统；

9、对所建立的有功控制主站系统和有功控制子站系统设定控制周期，以使得每到达一个控制周期后，对所述第一调侧和所述第二调侧进行协调控制。

10、作为优选方案，所述在第一调侧的母线上建立虚拟发电机，并在第二调侧建立与所述第一调侧的母线连接的有功送出断面，具体为：

11、在第一调侧的母线上建立代表所述第一调侧的所有新能源机组的虚拟发电机；

12、在第二调侧建立用于约束第二调侧组成部分的有功送出的有功送出断面。

13、作为优选方案，所述实时有功功率和可用有功功率的表达式为：

14、

15、

16、其中，pj表示变电站的第j条线路的实时有功功率，nln表示变电站所带的线路总数量，表示变电站所带的第k台新能源机组对线路lnj的有功灵敏度，lnj表示变电站的第j条线路，表示变电站所带的第k台新能源机组的可用有功功率，nwg表示变电站所带的新能源机组总数量。

17、作为优选方案，所述待所述第一调侧接收到实时有功功率和可用有功功率后，计算出所述虚拟发电厂的有功出力设定值，并向所述第二调侧发送所述有功出力设定值，具体为：

18、待所述第一调侧接收到实时有功功率和可用有功功率后，根据所述实时有功功率和可用有功功率，计算出虚拟负载率；

19、根据所述虚拟负载率，计算出所述虚拟发电厂的有功出力设定值，进而向所述第二调侧发送所述有功出力设定值。

20、作为优选方案，所述新能源场站为风电场；所述当所述第二调侧接收到所述有功出力设定值后，将所述有功出力设定值作为所述有功送出断面的有功送出约束，从而计算出全场有功出力设定值，并根据所述全场有功出力设定值进行有功功率的控制，具体为：

21、当所述第二调侧接收到所述有功出力设定值后，将所述有功出力设定值作为所述有功送出断面的有功送出约束；

22、依次判断变电站是否需要增加总风力发电；

23、当变电站当前需要增加总风力发电时，依次选择所述有功出力设定值最大的风电场，并增加该风电场的有功功率；

24、当变电站当前需要减少总风力发电时，依次选择所述有功出力设定值最小的风电场，并减少该风电场的有功功率；

25、当电网当前需要保持总风力发电时，增加有功出力设定值最小的风电场的有功功率，同时减少有功出力设定值最大的风电场的有功功率；

26、将计算得的各风电场全场有功出力设定值，对应的有功功率调节指令下发到各个风电场执行，从而实现有功功率的控制。

27、相应地，本发明还提供一种有功控制的协调装置，包括：建立模块、上送模块、下发模块和控制模块；

28、所述建立模块，用于在第一调侧的母线上建立虚拟发电机，并在第二调侧建立与所述第一调侧的母线连接的有功送出断面；

29、所述上送模块，用于当控制周期到来时，获取所述虚拟发电机的实时有功功率和可用有功功率，并由所述第二调侧的有功送出断面将实时有功功率和可用有功功率上送至所述第一调侧；

30、所述下发模块，用于待所述第一调侧接收到实时有功功率和可用有功功率后，计算出所述虚拟发电厂的有功出力设定值，并向所述第二调侧发送所述有功出力设定值；

31、所述控制模块，用于当所述第二调侧接收到所述有功出力设定值后，将所述有功出力设定值作为所述有功送出断面的有功送出约束，从而计算出全场有功出力设定值，并根据所述全场有功出力设定值进行有功功率的控制。

32、相应地，本发明还提供一种电网结构，用于实现如上所述的有功控制的协调方法，包括：第一调侧和第二调侧；

33、所述第一调侧包括第一母线、第二母线和第三母线，所述第三母线上连接有虚拟发电厂；其中，所述第一母线、第二母线和第三母线分别为变电站中不同电压的母线；

34、所述第二调侧包括若干个发电机组，所述发电机组通过所述第二调侧的母线，经过有功送出断面从而与第一调侧的第三母线连接。

35、相应地，本发明还提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的有功控制的协调方法。

36、相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任意一项所述的有功控制的协调方法。

37、相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

38、本发明的技术方案通过在第一调侧的母线上建立虚拟发电机，并在第二调侧建立与第一调侧的母线连接的有功送出断面，可以更好地平衡电力系统的供需关系，提高系统的稳定性。当控制周期到来时，获取虚拟发电机的实时有功功率和可用有功功率，并由第二调侧的有功送出断面将实时有功功率和可用有功功率上送至第一调侧，待第一调侧接收到实时有功功率和可用有功功率后，计算出虚拟发电厂的有功出力设定值，并向第二调侧发送该设定值，从而能够适应不同负荷变化情况，减少电力系统中的故障风险，提高系统的可靠性和安全性。而当第二调侧接收到有功出力设定值后，将其作为有功送出断面的有功送出约束，从而计算出全场有功出力设定值，并根据全场有功出力设定值进行有功功率的控制，可以实现对电力系统的优化运行，且满足110kv新能源友好并网的控制要求，同时也提高了能源利用效率。