一种风电参与实时控制方法技术

本发明专利技术公开了一种风电参与实时控制方法，首先获取净负荷增量预测值和控制单元的目标函数值；计算控制单元的边际成本目标值；然后修改系统功率缺额和运行基点；修正AGC机组和风电场的运行基点和系统功率缺额；最后判断系统功率缺额是否为零且各本地控制单元目标函数值是否不再变化；如果否，则返回步骤S1进行下一次迭代，如果是，则根据最终结果修正风电场和AGC机组运行基点。本发明专利技术提供的方法通过风电场与AGC机组分布式协同实时控制模型，在大规模风电并网下实时控制，将净负荷增量的预测值在常规AGC机组与风电场之间通过等边际成本法则进行分配，以降低系统运行成本和提高系统风电消纳能力。

【技术实现步骤摘要】
一种风电参与实时控制方法
本专利技术涉及新能源发电
，特别是一种风电参与实时控制方法。
技术介绍
当前风电场出力1小时前预测的误差可达10％-15％，风电的随机性和不确定性增大了系统净负荷波动幅值和速率，对电力系统实时调度和自动发电控制提出了新的要求。随着风电容量在系统中所占比重的增加，风力发电对电力系统的影响也越加明显，大风速的扰动会使系统的电压和频率产生很大变化，严重时可能威胁系统的稳定运行。因此，如何尽可能多地利用风电，并保障电网安全稳定运行，是人们不得不面对的问题。在实时调度时间尺度上主要由AGC机组承担调节任务。目前，电网中AGC机组出力基准点由调度中心在调度计划制定过程中通过超短期负荷及风电预测信息确定，各机组基点及参与因子为计划总出力优化分配的结果，每15分钟做一次滚动优化，在该时间段内保持不变。若风功率在15分钟内出力偏离预期较大，且单向持续爬坡，AGC机组计划总出力与净负荷将产生较大偏差，而原计划定值若不及时做出相应调整，将增加AGC机组的快速调节压力及运行成本。在风电渗透率较低时，风电场大多运行在最大功率跟踪状态，随着风电渗透率的增加，受风电预测相对负荷预测水平较低的影响，常规AGC机组计划出力与实际最佳出力有较大的偏差。为降低风电功率陋机波动对系统的影响，目前风电场多运行在计划出力模式或等比例减载控制模式，因此，需要一种风电参与实时控制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种风电参与实时控制方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供的风电参与实时控制方法，包括以下步骤：S1：从调度中心分别获取AGC机组的净负荷增量预测值；S2：求取风电场和AGC机组控制单元的目标函数值；S3：计算控制单元的边际成本目标值；S4：根据边际成本目标值修改系统功率缺额；S5：根据系统功率缺额获取AGC机组和风电场的出力调整量与运行基点；S6：修正AGC机组和风电场的运行基点和系统功率缺额；S7：判断系统功率缺额是否为零且各本地控制单元目标函数值是否不再变化；如果否，则返回步骤S1进行下一次迭代，如果是，则根据最终结果修正风电场和AGC机组运行基点。进一步，所述控制单元边际成本目标值是通过以下方式获取的：式中：t0为迭代优化过程中的某一时刻，Mi(t0+Δt)为t0+Δt时刻本地控制单元i的边际成本目标值，为t0时刻系统功率缺额，λ为增益系数；aij为本地控制单元i和j间的拓扑关系，连通为1，不连通为0；dij代表了各信息的权重系数，用是将系统功率缺额引入迭代过程；当为零时系统出力目标值与负荷功率相等。进一步，所述AGC机组运行基点的修正按照以下方式进行：若Mi(t)在PG，i，ref(t)单调，根据Mi(t0+Δt)在PG，i，ref(t)附近查找对应的基点值；否则，通过M1(t0+Δt)及迭代初始值M1，0确定出力调整方向；若Mi(t0+Δt)＞M1，0且M1(t)在PG，i，ref(t)单调增加，则在大于PG，i，ref(t)侧查找与Mi(t0+Δt)对应的基点值；若与Mi(t0+Δt)对应的出力不满足上爬坡或出力上限约束时，则根据以下公式对边际成本目标值进行调整：Mi(t0+Δt)＝(Kf+Ke)(2ai(PG，i(t-1)+R′i，s)+bi)Mi(t0+Δt)＝(Kf+Ke)(2aiPG，i，max+bi)然后通过调整后的Mi(t0+Δt)得出迭代对应的机组i运行基点调整量ΔPG，i。进一步，所述风电场运行基点的修正按照以下方式进行：ΔPW＝(MW(t0+Δt)-MW(t0))/aW式中：ΔPW,adj为本次迭代得出的ΔPW,adj变化量，MW(t0+Δt)为风电场边际成本目标值，用来调整风电场出力目标值；KW为风电场发送至控制单元的边际成本信号；aW表示风电场设置虚拟功率调节因子；ΔPW为本次迭代对应的风电场运行基点调整量；所述ΔPW求取按照以下公式进行：式中：PW,ref(t0)为当前控制时段对应的风电场有功出力计划值，在迭代过程中取值保持不变。进一步，所述系统功率缺额的修正按照以下方式进行：其中，ΔPG,i表示机组i运行基点调整量。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：本专利技术提供的风电参与实时控制方法，建立了风电场与AGC机组分布式协同实时控制模型，并提出了适用于大规模风电并网下实时控制过程的分布式增量一致算法，将净负荷增量的预测值在常规AGC机组与风电场之间通过等边际成本法则进行分配，以降低系统运行成本和提高系统风电消纳能力。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明本专利技术的附图说明如下。图1为风电场与AGC机组协同实时控制原理图。图2为分布式增量一致算法原理图。图3为风电场与AGC机组分布式协同实时控制流程。图4为含风电场的测试系统。图5为负荷功率和风电场输出功率曲线。图6为不同控制模式下AGC机组调节裕度对比图。图7为不同控制模式下风电场出力对比图。图8为不同控制模式下各AGC机组边际成本对比图。图9为负荷功率和风电场输出功率曲线。图10为两种控制模式下风电场出力对比图。图11为两种控制模式下AGC机组调节裕度对比图。图12为两种控制模式下各AGC机组边际成本对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例提供的风电参与实时控制方法，包括以下步骤：S1：从调度中心分别获取AGC机组的净负荷增量预测值；S2：求取风电场和AGC机组控制单元的目标函数值；S3：计算控制单元的边际成本目标值；S4：根据边际成本目标值修改系统功率缺额；S5：根据系统功率缺额获取AGC机组和风电场的出力调整量与运行基点；S6：修正AGC机组和风电场的运行基点和系统功率缺额；S7：判断系统功率缺额是否为零且各本地控制单元目标函数值是否不再变化；如果否，则返回步骤S1进行下一次迭代，如果是，则根据最终结果修正风电场和AGC机组运行基点。所述控制单元边际成本目标值是通过以下方式获取的：式中：t0为迭代优化过程中的某一时刻，Mi(t0+Δt)为t0+Δt时刻本地控制单元i的边际成本目标值，为t0时刻系统功率缺额，λ为增益系数；aij为本地控制单元i和j间的拓扑关系，连通为1，不连通为0；dij代表了各信息的权重系数，用是将系统功率缺额引入迭代过程；当为零时系统出力目标值与负荷功率相等。所述AGC机组运行基点的修正按照以下方式进行：若Mi(t)在PG，i，ref(t)单调，根据Mi(t0+Δt)在PG，i，ref(t)附近查找对应的基点值；否则，通过M1(t0+Δt)及迭代初始值M1，0确定出力调整方向；若Mi(t0+Δt)＞M1，0且M1(t)在PG，i，ref(t)单调增加，则在大于PG，i，ref(t)侧查找与Mi(t0+Δt)对应的基点值；若与Mi(t0+Δt)对应的出力不满足上爬坡或出力上限约束时，则根据以下公式对边际成本目标值进行调整：Mi(t0+Δt)＝(Kf+Ke)(2ai(PG，i(t-1)+R′i，s)+bi)Mi(t0+Δt)＝(Kf本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电参与实时控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：从调度中心分别获取AGC机组的净负荷增量预测值；S2：求取风电场和AGC机组控制单元的目标函数值；S3：计算控制单元的边际成本目标值；S4：根据边际成本目标值修改系统功率缺额；S5：根据系统功率缺额获取AGC机组和风电场的出力调整量与运行基点；S6：修正AGC机组和风电场的运行基点和系统功率缺额；S7：判断系统功率缺额是否为零且各本地控制单元目标函数值是否不再变化；如果否，则返回步骤S1进行下一次迭代，如果是，则根据最终结果修正风电场和AGC机组运行基点。

【技术特征摘要】
1.一种风电参与实时控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：从调度中心分别获取AGC机组的净负荷增量预测值；S2：求取风电场和AGC机组控制单元的目标函数值；S3：计算控制单元的边际成本目标值；S4：根据边际成本目标值修改系统功率缺额；S5：根据系统功率缺额获取AGC机组和风电场的出力调整量与运行基点；S6：修正AGC机组和风电场的运行基点和系统功率缺额；S7：判断系统功率缺额是否为零且各本地控制单元目标函数值是否不再变化；如果否，则返回步骤S1进行下一次迭代，如果是，则根据最终结果修正风电场和AGC机组运行基点。2.如权利要求1所述的风电参与实时控制方法，其特征在于：所述控制单元边际成本目标值是通过以下方式获取的：式中：t0为迭代优化过程中的某一时刻，Mi(t0+Δt)为t0+Δt时刻本地控制单元i的边际成本目标值，为t0时刻系统功率缺额，λ为增益系数；aij为本地控制单元i和j间的拓扑关系，连通为1，不连通为0；dij代表了各信息的权重系数，用是将系统功率缺额引入迭代过程；当为零时系统出力目标值与负荷功率相等。3.如权利要求1所述的风电参与实时控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙荣富，王东升，施贵荣，宁文元，梁吉，王靖然，王若阳，丁然，徐海翔，范高锋，梁志峰，丁华杰，王冠楠，徐忱，鲁宗相，乔颖，刘梅，罗欣，廖晔，
申请(专利权)人：清华大学，国家电网公司，国网冀北电力有限公司，北京清软创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11