本发明专利技术涉及一种以场内有功损耗最小为目标的风电场有功功率分配方法，属于新能源接入电力系统的运行和控制技术领域。该方法为：计算各风电机组的单位功率送出损耗，在响应增加风电指令时，优先提高单位功率送出损耗最小的风电机组，在响应降低风电指令时，优先降低单位功率送出损耗最大的风电机组，在风电保持时，启动有功置换功能，降低单位功率送出损耗最大的风电机组出力，提高单位功率送出损耗最小的风电机组出力。本方法能够实时根据风力发电运行状态和风电机组的运行状态，实施最适宜的控制策略，保证准确追踪调度主站下发的控制指令，优化风电场内各风电机组的有功分布，降低风电场的有功功率损耗。
【技术实现步骤摘要】
W有功损耗最小为目标的风电场有功功率自动分配方法
本专利技术属于新能源接入电力系统的运行和控制
，特别涉及W场内有功损 耗最小为目标的风电场有功功率自动分配方法。
技术介绍
近年来，全国众多大型风电基地的建成投产，改变了原有的电源结构，风电对电网 的影响逐步增大，由只对局部电网的无功电压影响，上升到对大电网调峰、调频的影响。国 家电网公司发布的《风电场接入电网技术规定》指出；风电场应具备有功功率调节能力，能 根据电网调度部口指令控制其有功功率输出。为了实现对有功功率的控制，风电场应配置 有功功率控制系统，接收并自动执行调度部口远方发送的有功功率控制信号。按照规定要 求，风电场应积极建设有功功率自动控制系统，满足电网公司要求，提高电网风电功率自动 调节水平，确保电网稳定运行。 能量管理系统（EM巧传统意义上的自动有功控制（AGC)模块主要调节对象为火力 发电机组和水力发电机组，在确保电网频率稳定方面发挥了重要作用。借鉴电网调度原EMS 系统中AGC模块成功的运行经验，风电有功自动控制系统应根据电网EMS和风电场实时数 据采集系统的实时信息、电网发电计划W及风电场功率预测系统信息，通过对风电场上网 有功功率的控制调节，达到对大型风电场内几十台风电机组的有功功率控制。 在实际运行中，电网调度端AGC系统将每个大型风电场看成一台机组，作为系统 的控制对象。电网调度端AGC系统参考发电计划和风功率预测结果进行指令计算，然后发 送有功功率指令到风电场端AGC模块。风电AGC模块根据接收到的调度有功功率指令通过 分配计算出每台风机的有功输出目标，最后将目标下发到每台风机实现风机功率的调节。 考虑到风电场内的集电线路、变压器等有功损耗，调度端的有功功率指令指的是 风电场内所有风机的有功总加，此时调度端下发给风电场的有功功率指令其实只有一个数 值。风电场AGC模块虽然需要控制场内几十台风机的有功出力，但最终只要使风电场送出 线路的上网总有功达到调度有功控制指令值即可。 本专利技术方法是W电网调度主站、风电场升压站监控系统W及风电机组监控系统等 软硬件结构为基础的风电场有功出力控制方法。其中涉及的已有的软硬件结构包括：电网 调度主站是指设置在电网调度（控制）中也，站在全电网角度，通过控制分析计算并发出各 风电场有功功率控制指令的计算机系统及软件。风电场升压站监控系统，是指风电场采集 高压并网变电站实时数据，并对变电站进行控制的计算机系统及软件。风电机组监控系统 是W计算机技术和通信技术为基础对风电机组运行过程进行实时监视和控制的计算机系 统及软件。 为了实时追踪调度主站下发的有功控制指令，风电场一般采用调节并网风电机组 的有功出力的自动控制手段，传统的有功功率分配方法只是把功率调整量W等功率裕度或 者等比例的方式简单分配到各台机组，实际上风电场内电网呈现典型的微电网特点，各 风电场与并网点电气距离并不相同，在同样的有功控制指令条件下，不同的有功分配方式， 可能带来风电场内各集电线路及变压器上不同的网络损耗，导致风电上网并不相同。
技术实现思路
[000引本专利技术的目的是克服现有技术的不足之处，提出一种W场内有功损耗最小为目标 的风电场有功功率分配方法，W适应目前风力发电的快速波动化、降低风电场有功功率损 耗的多重控制需求。 本专利技术提出的一种W (场内）有功损耗最小为目标的风电场有功功率分配方法， 其特征在于，包括W下步骤： 1)从风电机组监控系统采集当前并网运行的各风电机组的实时有功出力p\有功 上限和有功下限公，从电网调度中也实时采集控制指令pset，从升压站监控系统实时采 集风电场并网点有功出力设定值Pal . 2)在风电场的福射状态电网结构中，定义第i台风电机组发出的电力输送到风电 场并网点的支路集合为Qi，定义第i台风电机组的发电成本（即该风电机组的单位功率送 出损耗）为，并满足如式（1)所示的关系： (1) [001引其中，鮮为属于巧的第j条支路的电阻值，i、j均为正整数； 3)根据控制指令pS6t判断电网调度主站的接纳风电的能力： [00巧]3. 1)若pset > pteal+pdead，pdead为给定的风电场有功控制死区（由管理部口人工指 令，一般为风电场容量的0.5%?2%，典型值为1%)，则表征电网调度主站具有继续接纳 风电的能力，风电场可增加风电场的有功出力，转步骤4); [001引 3.。若护6*<扩31-口<163<1，则表征电网调度主站需要该风电场放弃部分有功出力，W 保证电网安全，转步骤6); 3.如若|pS6t-pal| <pdead，表征当前风电场有功出力满足调度主站要求，风电场出 力保持，转步骤7); 4)根据控制指令pS6t与计算得到的当前风电场所有并网风电场机组的理论最大 可发功率：本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以有功损耗最小为目标的风电场有功功率分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)从风电机组监控系统采集当前并网运行的各风电机组的实时有功出力pw、有功上限和有功下限从电网调度中心实时采集控制指令pset，从升压站监控系统实时采集风电场并网点有功出力设定值preal；2)在风电场的辐射状态电网结构中，定义第i台风电机组发出的电力输送到风电场并网点的支路集合为定义第i台风电机组的发电成本为并满足如式(1)所示的关系：Rgi=Σj∈ΩbiRbj---(1)]]>其中，为属于的第j条支路的电阻值，i、j均为正整数；3)根据控制指令pset判断电网调度主站的接纳风电的能力：3.1)若pset＞preal+pdead，pdead为给定的风电场有功控制死区，有功控制死区为风电场容量的0.5％～2％，则表征电网调度主站具有继续接纳风电的能力，风电场可增加风电场的有功出力，转步骤4)；3.2)若pset＜preal‑pdead，则表征电网调度主站需要该风电场放弃部分有功出力，以保证电网安全，转步骤6)；3.3)若|pset‑preal|＜pdead，表征当前风电场有功出力满足调度主站要求，风电场出力保持，转步骤7)；4)根据控制指令pset与计算得到的当前风电场所有并网风电场机组的理论最大可发功率：对所有并网风电机组有功出力进行判定，其中，ΩR为所有并网运行的风电机组集合，为第i个并网运行风电机组的有功出力上限，由风电机组监控系统根据当前风速和风机参数实时计算得出：4.1)若pset＞pw,max，将所有并网风电机组有功出力置为其出力上限，转步骤11)；4.2)若pw,max≥pset，转步骤5)；5)设已经并网运行、具备自动调节能力并且风电有功出力可增的风电机组集合为ΩU，对ΩU内各风电机组按照发电成本从小到大进行排序，并选择集合ΩU内前N1个风电机组构成增功率集合，N1满足如式(2)所示关系：Σi∈ΩUi≤N1(p‾w,i-pw,i)<pset-preal<Σi∈ΩUi≤N1+1(p‾w,i-pw,i)---(2)]]>按照式(3)设置上述增功率集合中的风电机组有功出力设定值：pset,1=p‾w,1pset,2=p‾w,2···pset,N1=pw,N1+(pset-preal)-Σj=1N1(pset,j-pw,j)---(3)]]>式(2)和式(3)的含义是：优先利用发电成本最小的N1个风电机组来执行风电场增加有功出力的指令；转步骤11)；6)设已经并网运行、具备自动调节能力并且风电有功出力可减少的风电机组集合为ΩD，并对ΩD内各风电机组按照发电成本从大到小进行排序，并选择集合ΩD内前N2个风电机组构成降功率集合，N2满足如下关系：Σi∈ΩDi≤N2(pw,i-p‾w,i)<preal-pset<Σi∈ΩDi≤N2+1(pw,i-p‾w,i)---(4)]]>按照式(4)设置降功率集合中的风电机组的有功设定值：pset,K=p‾w,Kpset,K-1=p‾w,K-1···pset,K-N-1=pw,K-N-1+(preal-pset)+Σj=K-N-1K(pw,j-pset,j)---(5)]]>式(4)和式(5)的含义是：优先降低发电成本最大的N2个风电机组出力来执行风电场减少有功出力的指令；转步骤11)；7)设已经并网运行、具备自动调节能力的风电机组组合为ΩK，假设参与控制的风电机组个数为K，并对ΩK内各风电机组按照发电成本从小到大进行排序；8)对步骤7)形成的发电机组排序进行从小到大进行扫描，假设第i个风电机组有功出力可增，i∈ΩK，得到其有功功率可增加量为转步骤9)；否则，则转步骤11)；9)对步骤7)形成的发电机组排序进行从大到小进行扫描，并选择前N3个风电机组构成降功率集合，N3满足如如式(6)所示关系：Σi∈ΩDi≤N3(pw,i-p‾w,i)<Δpw,i<Σi∈ΩDj≤N3+1(pw,i-p‾w,i)---(6)]]>设置第i个机组的有功出力设定值为并按照式...
【技术特征摘要】
1. 一种以有功损耗最小为目标的风电场有功功率分配方法，其特征在于，该方法包括 以下步骤： 1) 从风电机组监控系统采集当前并网运行的各风电机组的实时有功出力pw、有功上限 P和有功下限f，从电网调度中心实时采集控制指令Psrt，从升压站监控系统实时采集风 电场并网点有功出力设定值Pral; 2) 在风电场的辐射状态电网结构中，定义第i台风电机组发出的电力输送到风电场并 网点的支路集合为定义第i台风电机组的发电成本为巧，并满足如式（1)所示的关系：其中，为属于的第j条支路的电阻值，i、j均为正整数； 3) 根据控制指令Psrt判断电网调度主站的接纳风电的能力： 3. 1)若psrt>pMal+pdMd，pdead为给定的风电场有功控制死区，有功控制死区为风电场容 量的0. 5%?2%，则表征电网调度主站具有继续接纳风电的能力，风电场可增加风电场的 有功出力，转步骤4); 3. 2)若psrt<pMal-pdMd，则表征电网调度主站需要该风电场放弃部分有功出力，以保证 电网安全，转步骤6); 3. 3)若I psrt-pMal I < pdMd，表征当前风电场有功出力满足调度主站要求，风电场出力保 持，转步骤7); 4) 根据控制指令Psrt与计算得到的当前风电场所有并网风电场机组的理论最大可发对所有并网风电机组有功出力进行判定，其中，QK为所有并网运行 的风电机组集合，P7为第i个并网运行风电机组的有功出力上限，由风电机组监控系统根 据当前风速和风机参数实时计算得出： 4. 1)若pset > pw'max，将所有并网风电机组有功出力置为其出力上限，转步骤11); 4.2)若 pw'max 彡 pset，转步骤 5)...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾宁，陈伟，王彬，孙宏斌，于云忠，叶景芳，蒋春涛，郭庆来，葛怀畅，
申请(专利权)人：中电国际新能源控股有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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