风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统技术方案

风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统，该系统包括风电机组二次调频响应模型、风电场与常规调频机组异步协同参与二次调频控制模型；所述风电机组二次调频响应模型包括风速预测模块，风速预测模块将最大出力发送给风电场降载计算模块，风电场降载计算模块将风电场总调节量发送给比例分配模块，比例分配模块产生每台机组的发电量发送给风电机组控制模块。风电场与常规调频机组异步协同参与二次调频控制模型包括异步协同最优AGC控制模型，异步协同最优AGC控制模型分别与风电场降载计算模块、常规调频机组模块连接，风电场降载计算模块、常规机组调频模块、负荷接入电力系统模块。该系统采用异步协同最优AGC控制，实现了风电场和常规调频机组调频能力的实时最优分配。

【技术实现步骤摘要】
风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统
本专利技术涉及风电场与常规调频机组优化控制
，具体涉及一种风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统。
技术介绍
随着国内外可再生能源并网比重越来越高，电网频率稳定逐渐成为影响电力系统运行的基础性问题。英格兰和威尔士2019年8月9日发生一起大规模停电事故，在事故时段30％电力由可再生能源供应，系统实际调频有功缺口超过1300MW，负荷频率控制系统无法将电网频率维持在合理范围内，造成100多万千瓦负荷紧急切除。在大规模可再生能源并网条件下，充足的系统调频备用成为确保电力系统频率稳定的重要前提。近年来，随着现代控制技术的发展，风电场根据当前风速水平降载参与负荷频率控制(loadfrequencycontrol,LFC)得到了大量关注。在传统LFC中，不可控机组，如风电机组等一般不作为调频机组，LFC仅涉及常规调频机组(火电机组或水电机组)之间的协同控制，其中，基于超前控制思想的自动发电控制AGC(AutomaticGenerationControl,AGC)指令最优动态分配方法，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统，其特征在于该系统包括：/n风电机组二次调频响应模型(1)、风电场与常规调频机组异步协同参与二次调频控制模型(2)；/n所述风电机组二次调频响应模型(1)包括风速预测模块(4)、风电场降载计算模块(5)、比例分配模块(6)、风电机组控制模块(7)；风速预测模块(4)将最大出力P

【技术特征摘要】
1.风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统，其特征在于该系统包括：
风电机组二次调频响应模型(1)、风电场与常规调频机组异步协同参与二次调频控制模型(2)；
所述风电机组二次调频响应模型(1)包括风速预测模块(4)、风电场降载计算模块(5)、比例分配模块(6)、风电机组控制模块(7)；风速预测模块(4)将最大出力Pmppt，t发送给风电场降载计算模块(5)，风电场降载计算模块(5)将风电场总调节量Pw，t发送给比例分配模块(6)，比例分配模块(6)产生每台机组的发电量Pwi发送给风电机组控制模块(7)；
所述风电场与常规调频机组异步协同参与二次调频控制模型(2)包括异步协同最优AGC控制模型(3)、常规机组调频模块(8)、负荷(9)、电力系统模块(10)；异步协同最优AGC控制模型(3)分别与风电场降载计算模块(5)、常规调频机组模块(8)连接，风电场降载计算模块(5)、常规机组调频模块(8)、负荷(9)接入电力系统模块(10)。


2.根据权利要求1所述风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统，其特征在于：所述风速预测模块(4)，根据超短期风电功率预测风速变化趋势，以AGC机组调节指令下发时间间隔Δt＝5s为尺度采样，计算得到风电场最大功率点Pmppt，t。


3.根据权利要求1所述风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统，其特征在于：所述风电场降载计算模块(5)计算得到风电场降载运行实际出力为：



式中：Pmppt，t为t时刻风电场最大功率点跟踪MPPT模式下的最大出力，ΔPg＝dPwg为风电场可调节备用的最大值，ΔPw，t为t时刻风电场实际二次调频量，ωt是风电场是否参与调频指令。


4.根据权利要求1所述风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统，其特征在于：所述风电机组控制模块(7)采取全风速下的风电机组联合协调控制方法，包括：
获取风电场风速，根据风速判断是否具备参与调频能力，切入风速vin以下，切出风速vout以上不具备调频能力；当风速在vin≤v≤vout内时，根据风速大小划分低、中、高风速模式：
①：低速模式风速范围，vin＜v＜vw1，采用超速控制，通过减载水平K％和风电场最大出力Pmppt，t，计算参考转速ωref以实现减载运行；
②：中速模式风速范围，vw1＜v＜vw2，超速控制已经达到上限，联合协调桨距角控制，通过减载水平K％和Pmppt，t、以及初始桨距角，计算减载后的桨距角β，实现减载运行；
③：高速模式风速范围为，vw2＜v＜vout，通过桨距角控制，实现机组K％减载运行。


5.根据权利要求1所述风电场与常规调频机组异步协同最优AGC控制系统，其特征在于：所述异步协同最优AGC控制模型(3)包括：
(1)、目标函数：



式中：ΔPi，t＝ui，tRi，t为t时刻AGC机组i的发电增量；
ui，t表示常规调频机组的调节指令；
Ri，t为第i台AGC机组的线性调节速率；
Ci为第i台机组的线性经济系数，可为电价或辅助服务费用等；
SAGC为AGC机组的集合；
T为考核时段，t∈{0，…，T}；
γ为弃风惩罚系数；
ΔPw，t为风电场二次调频量；
(2)、系统功率平衡约束：



式中：为t时刻风电场实际出力；
Pmppt，t为t时刻风电场最大功率点跟踪MPPT模式下的最大出力；
ΔP...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，向紫藤，叶婧，张闯，黄悦华，杨楠，刘颂凯，李振华，张赟宁，谢雨淼，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42