一种考虑调频增发的风电发电指标分配及增发评估方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑调频增发的风电发电指标分配及增发评估方法，属于电力系统有功控制技术领域。该方法首先通过自动发电控制信息系统中相关信息，计算各省调风电虚拟机组的最大可用出力和实际出力；区域调度中心根据全网风电消纳空间和调频指令情况，计算全网风电调节指令；区域调度中心根据各省调风电虚拟机组的最大可用出力，并考虑其历史出力特性，分配各省级调度中心的风电调节指令；并根据调节指令数据和量测数据，评估各省调风电虚拟机组的调峰增发电量和调频增发电量。本发明专利技术通过引入风电机组参与电网调频以在减少弃风的同时提升系统调节性能，并考虑调节指令分配的公平性和奖惩机制，提升风电参与电网调节的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑调频增发的风电发电指标分配及增发评估方法
本专利技术属于电力系统有功控制
，具体涉及一种考虑调频增发的风电发电指标分配及增发评估方法。
技术介绍
作为一种技术成熟、经济效益突出的可再生能源发电，风力发电过去二十年来发展迅猛，正逐渐成为电能供给的主要来源之一。随着风力发电装机和并网规模的不断提升，其随机性和间歇性对电力系统安全稳定运行的影响逐渐显现：对于电力系统的小时级调度，风电的间歇性和不确定性将在机组组合、联络线计划、爬坡备用等方面带来困难；对于分钟级和秒级调度，风电的波动性将在系统频率控制、联络线波动调整等方面带来困难。随着风力发电控制技术的不断发展，风电场正逐步具备接受电力系统调度、参与电力系统调度运行的能力，将风力发电作为受控资源之一纳入电网运行已成为可能。目前，我国并网风电的主要控制手段仍采用风电场跟踪日前计划，这即意味着风电场的实际运行仍为开环运行。然而，日前计划的制定依赖于风电出力预测和负荷预测，其预测误差将对风电场和电力系统的实际运行带来巨大影响，既可能导致风电资源的利用效果不佳，又可能导致电力系统调节备用容量耗尽，降低电网运行的经济性和安全性。为解决这一问题，专利“一种分调-省调两级协调的风电增发控制方法”(专利申请号：CN201610626975.4)公开了一种风电闭环控制方法，通过分调-省调的协调、风电发电指标的计算与分配，实现风力发电参与电力系统调峰的闭环运行。更进一步，在由于调峰困难造成的限风条件下，如果风电的可用出力和相对应的断面约束仍有富余，可采用适当控制策略使风电机组参与电力系统自动发电控制，在提升系统调频性能的同时，实现风电增发。但该方法未考虑风电机组的历史出力特性和调节表现，调节性能的好坏未予进行奖惩。专利“一种风电机组参与电力系统自动发电控制的协调控制方法”(专利申请号：CN201610248302.X)公开了一种限风条件下风电调频增发控制方法，该方法在区域控制中心基于模型预测控制思想计算风电机组的调节指令，在省级调度中心通过比例分配计算各风电场的调节指令。但该方法在区域调度中心基于模型预测控制的计算方法是基于优化思想，其计算实时性和工程可用性不高；其在调节指令分配时，未具体考虑分配的公平性和奖惩机制。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足之处，提出一种考虑调频增发的风电发电指标分配及增发评估方法。本专利技术结合风电机组的运行状态、区域控制约束和风电机组的历史性能表现，可实现风电发电指标的合理计算、分配与事后评估。本专利技术提出一种考虑调频增发的风电发电指标分配方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过自动发电控制信息系统AGC收集全网内所有风电场最大可用出力与实际出力，以及断面约束信息，计算各省调风电虚拟机组的最大可用出力和实际出力；计算公式如下：其中，为省调风电虚拟机组j的最大可用出力，为省调风电虚拟机组j的实际出力，j为省调风电虚拟机组编号；PA,i为风电场i的最大可用出力；PW,i为风电场i的实际出力；和Sk分别为断面k下风电最大可用出力和断面k的容量约束，k＝1,2,...,M，k为断面编号，M为断面总数；NW,k和NG,k分别为断面k下的风电场总数和断面k下的常规电厂总数；PG,i为常规机组i的实时出力；L为省调风电虚拟机组总数；2)区域调度中心根据全网风电消纳空间和调频指令情况，计算全网风电调节指令；具体步骤如下：2-1)计算全网风电发电指标2-2)判断区域内风电是否参与调频；具体步骤如下：2-2-1)判断全网风电最大可用出力是否大于全网风电发电指标若则说明区域内风电出力受限，进入步骤2-2-2)；否则区域内风电出力未受限，区域内风电不参与调频，方法结束；2-2-2)判断区域内风电是否处于出力爬坡阶段：若区域内风电处于出力爬坡阶段，则区域内风电不参与调频，方法结束；若区域内风电未处于出力爬坡阶段，则区域内风电参与调频，进入步骤2-3)；2-3)根据全网风电消纳空间和调频指令情况，计算全网风电调节指令，计算公式如下：其中，为全网风电调节指令，PARR为全网调频指令，α为风电参与调频的分担系数；3)区域调度中心根据各省调风电虚拟机组的最大可用出力，并考虑各省调风电虚拟机组历史出力特性，分配各省级调度中心的风电调节指令；具体步骤如下：3-1)计算各省调风电虚拟机组调节功率分配的分担权重系数；省调风电虚拟机组j的新能源超短期预测精度cp,j定义如下：式中，Ppredict,j为非限风时段省调风电虚拟机组j超短期预测出力，Pactual,j为非限风时段省调风电虚拟机组j实发出力，D为日内非限风时段预测时间点数量，ICj为省调风电虚拟机组j装机容量；省调风电虚拟机组j的调节性能得分sp,j选取区域控制的省调风电虚拟机组j的调节性能评估指标；分别计算省调风电虚拟机组j的超短期预测精度基准值和调节性能得分基准值表达式如下：其中，为cp,j的周度或月度平均值，为sp,j的周度或月度平均值；省调风电虚拟机组j的调节功率分配的分担权重系数Wj计算表达式如下：其中，a和b分别为预测精度指标权重系数和调节性能指标权重系数；3-2)分配各省级调度中心的风电虚拟机组的风电调节指令；省调风电虚拟机组j的调节指令IW,j计算公式如下：本专利技术提出一种考虑调频增发的风电发电指标增发评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过自动发电控制信息系统AGC收集全网内所有风电场最大可用出力与实际出力，以及断面约束信息，计算各省调风电虚拟机组的最大可用出力和实际出力；计算公式如下：其中，为省调风电虚拟机组j的最大可用出力，为省调风电虚拟机组j的实际出力，j为省调风电虚拟机组编号；PA,i为风电场i的最大可用出力；PW,i为风电场i的实际出力；和Sk分别为断面k下风电最大可用出力和断面k的容量约束，k＝1,2,...,M，k为断面编号，M为断面总数；NW,k和NG,k分别为断面k下的风电场总数和断面k下的常规电厂总数；PG,i为常规机组i的实时出力；L为省调风电虚拟机组总数；2)区域调度中心根据全网风电消纳空间和调频指令情况，计算全网风电调节指令；具体步骤如下：2-1)计算全网风电发电指标2-2)判断区域内风电是否参与调频；具体步骤如下：2-2-1)判断全网风电最大可用出力是否大于全网风电发电指标若则区域内风电出力受限，进入步骤2-2-2)；否则区域内风电出力未受限，区域内风电不参与调频，方法结束；2-2-2)判断区域内风电是否处于出力爬坡阶段：若区域内风电处于出力爬坡阶段，则区域内风电不参与调频，方法结束；若区域内风电未处于出力爬坡阶段，则区域内风电参与调频，进入步骤2-3)；2-3)根据全网风电消纳空间和调频指令情况，计算全网风电调节指令，计算公式如下：其中，为全网风电调节指令，PARR为全网调频指令，α为风电参与调频的分担系数；3)区域调度中心根据各省调风电虚拟机组的最大可用出力，并考虑各省调风电虚拟机组历史出力特性，分配各省级调度中心的风电调节指令；具体步骤如下：3-1)计算各省调风电虚拟机组调节功率分配的分担权重系数；省调风电虚拟机组j的新能源超短期预测精度cp,j定义如下：式中，Ppredict,j为非限风时段省调风电虚拟机组j超短期预测出力，Pactual,j为非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑调频增发的风电发电指标分配方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过自动发电控制信息系统AGC收集全网内所有风电场最大可用出力与实际出力，以及断面约束信息，计算各省调风电虚拟机组的最大可用出力和实际出力；计算公式如下：

【技术特征摘要】
1.一种考虑调频增发的风电发电指标分配方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过自动发电控制信息系统AGC收集全网内所有风电场最大可用出力与实际出力，以及断面约束信息，计算各省调风电虚拟机组的最大可用出力和实际出力；计算公式如下：其中，为省调风电虚拟机组j的最大可用出力，为省调风电虚拟机组j的实际出力，j为省调风电虚拟机组编号；PA,i为风电场i的最大可用出力；PW,i为风电场i的实际出力；和Sk分别为断面k下风电最大可用出力和断面k的容量约束，k＝1,2,...,M，k为断面编号，M为断面总数；NW,k和NG,k分别为断面k下的风电场总数和断面k下的常规电厂总数；PG,i为常规机组i的实时出力；L为省调风电虚拟机组总数；2)区域调度中心根据全网风电消纳空间和调频指令情况，计算全网风电调节指令；具体步骤如下：2-1)计算全网风电发电指标2-2)判断区域内风电是否参与调频；具体步骤如下：2-2-1)判断全网风电最大可用出力是否大于全网风电发电指标若则区域内风电出力受限，进入步骤2-2-2)；否则区域内风电出力未受限，区域内风电不参与调频，方法结束；2-2-2)判断区域内风电是否处于出力爬坡阶段：若区域内风电处于出力爬坡阶段，则区域内风电不参与调频，方法结束；若区域内风电未处于出力爬坡阶段，则区域内风电参与调频，进入步骤2-3)；2-3)根据全网风电消纳空间和调频指令情况，计算全网风电调节指令，计算公式如下：其中，为全网风电调节指令，PARR为全网调频指令，α为风电参与调频的分担系数；3)区域调度中心根据各省调风电虚拟机组的最大可用出力，并考虑各省调风电虚拟机组历史出力特性，分配各省级调度中心的风电调节指令；具体步骤如下：3-1)计算各省调风电虚拟机组调节功率分配的分担权重系数；省调风电虚拟机组j的新能源超短期预测精度cp,j定义如下：式中，Ppredict,j为非限风时段省调风电虚拟机组j超短期预测出力，Pactual,j为非限风时段省调风电虚拟机组j实发出力，D为日内非限风时段预测时间点数量，ICj为省调风电虚拟机组j装机容量；省调风电虚拟机组j的调节性能得分sp,j选取区域控制的省调风电虚拟机组j的调节性能评估指标；分别计算省调风电虚拟机组j的超短期预测精度基准值和调节性能得分基准值表达式如下：其中，为cp,j的周度或月度平均值，为sp,j的周度或月度平均值；省调风电虚拟机组j的调节功率分配的分担权重系数Wj计算表达式如下：其中，a和b分别为预测精度指标权重系数和调节性能指标权重系数；3-2)分配各省级调度中心的风电虚拟机组的风电调节指令；省调风电虚拟机组j的调节指令IW,j计算公式如下：2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2-1)中全网风电发电指标计算方法如下：其中，Vf为超短期负荷预测，Ptie为联络线调度计划，Vh-reg为区域统调火电最小可调出力，Vr-reg为预留下旋转备用，Vr-plant为自备电厂出力，Vpump为抽水蓄能电站抽水发电功率。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2-2-2)中判断区域内风电是否处于出力爬坡阶段，具体方法如下：计算全网风电发电指标的波动率，表达式如下：其中，为全网发电指标在下一个时间点的预测值；若VRW≤5％，则区域内风电未处于出力爬坡阶段；否则区域内风电处于出力爬坡阶段。4.一种考虑调频增发的风电发电指标增发评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过自动发电控制信息系统AGC收集全网内所有风电场最大可用出力与实际出力，以及断面约束信息，计算各省调风电虚拟机组的最大可用出力和实际出力；计算公式如下：其中，为省调风电虚拟机组j的最大可用出力，为省调风电虚拟机组j的实际出力，j为省调风电虚拟机组编号；PA,i为风电场i的最大可用出力；PW,i为风电场i的实际出力；和Sk分别为断面k下风电最大可用出力和断...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗浩成，宁剑，胡泽春，谢旭，江长明，牛四清，杨健，
申请(专利权)人：清华大学，国家电网公司华北分部，
类型：发明
国别省市：北京,11