风电受限状态下的大规模风电有功优化方法技术

一种大型集群风电有功智能控制系统，包括：控制中心站、控制主站、控制子站、风电场控制执行站；控制中心站与控制主站之间采用专用光纤通道连接，控制主站与控制子站之间采用专用光纤通道连接，控制主站与风电场控制执行站之间采用专用光纤通道连接。控制中心站的中央处理器装有实现风电受限状态下的大规模风电有功优化方法的软件，该方法根据电网当前运行状态，考虑风电送出、调峰等约束条件，每固定周期计算下个周期的风电最大允许出力，有功智能控制系统根据风电最大允许出力的变化以及各风电场提出的加出力申请，优化各风电场的计划，从而提高风能的利用率。该方法可以提高电网运行的安全稳定性，提高风电场发电量，充分利用风能资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属电力系统及其自动化
，更准确地说本专利技术涉及一种大型集群风 电有功智能控制系统，以及由大型集群风电有功智能控制系统来实现的风电受限状态下的 大规模风电有功优化方法。
技术介绍
风力资源丰富的地区一般都远离负荷中心，电网结构普遍薄弱，在某些运行方式、 运行时段风电送出面临受限，我国以煤电为主的电源结构，决定了电力系统调峰能力不足， 受调峰能力的限制，低负荷时段可能被迫限制风电出力；另外由于风电出力固有的随机性、 间歇性，大规模的风电并网对于电网调度运行带来诸多影响，如，易产生联络线潮流超稳定 限额运行等，威胁电网的安全稳定运行。目前风电有功还处在人工控制阶段，调度人员为保证电网安全，将保守的风电最 大允许出力按照运行容量比均分给各风电场，由于各风电场风况不尽相同，风速大的风电 场计划可能不够用，风速小的风电场计划可能用不完，风能难以充分利用。因此，设置大型集群风电有功智能控制系统，在风电受限时，自动根据电网的送出 能力、调峰能力等约束条件，实时计算电网最大风电允许出力，根据各风电场的运行容量及 风况来优化风电出力，能够在保证电网安全前提下最大化的利用风能资源。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种大型集群风电有功智能控制系统，并通过大 型集群风电有功智能控制系统实现，从而在保 证电网安全前提下，最大化的利用风能资源。本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案如下—种大型集群风电有功智能控制系统，该系统包括1、一个控制中心站，该控制中心站的中央处理器装有实现风电受限状态下的大规 模风电有功优化方法的软件，控制中心站用于实现对整个系统进行实时监控，实现大型集 群风电有功智能控制系统智能协调控制策略、计划值的实时计算和下发、风电场加出力申 请的自动批复、申请算法和跟踪算法的切换、运行方式和控制模式的切换等主要功能；并通 过控制中心站的控制终端实时监控计算的各风电场计划值数据、风电场运行的出力、电网 备用容量、电网通道关键断面和风电上网主变潮流、裕度等数据以及各风电场装置的运行 情况、控制模式、动作报告等内容；2、一个以上控制主站，用于实现风电场、控制子站、控制中心站之间的信息汇总和 交换、装置运行信息的上送和下发、控制中心站计算的计划值的实时下发等；3、两个以上控制子站，用于实时监测电网各控制断面的潮流，将检测线路和关键 断面的运行情况、故障情况、过载情况实时上送到本系统的控制主站和控制中心站，作为与 控制策略有关的一个重要信息来源、计算和协调控制决策的依据和重要的约束条件；4、各个风电场的设置的风电场有功控制执行站，风电场有功控制执行站用于实时监测各风电场的出力，并根据控制中心站按各种 运行方式自动分配给各风电场出力计划控制风电场出力，实现风电场出力最大化、最优化、 切除风电机组最小化控制，最大可能的充分利用风能资源，并实现超发告警及超时超发切 机功能。控制中心站与控制主站之间采用专用光纤通道，控制主站与控制子站之间采用专 用光纤通道，控制主站与控制执行站之间也采用专用光纤通道；为了保证可靠性，控制中心 站与控制主站之间、控制主站与各控制子站、控制主站与控制执行站之间，最好采取双光纤 通道，确保信息传递的可靠性。本专利技术所提供的一种，依靠控制中心 站的中央处理器装有的实现的软件存储的程 序指令来实现，该方法根据电网当前运行状态，考虑风电送出、调峰等约束条件，每固定周 期，譬如5分钟，计算下个周期的风电最大允许出力，有功智能控制系统根据风电最大允许 出力的变化以及各风电场提出的加出力申请，优化各风电场的计划，从而提高风能的利用 率；具体包含如下步骤步骤A、根据电网实际运行情况，计算区域内各风电场初始计划，并下发计划至各 风电场；步骤B、使用现有商用在线计算软件，计算各个时段电网最大允许风电出力，根据 现有商用离线计算软件，计算风电送出断面稳定限额；步骤C、接收各风电场提出的加出力申请；步骤D、根据下个时段电网最大允许风电出力以及各风电场当前出力、当前计划、 提出的加出力申请，优化各风电场有功计划；得到各风电场的新计划；步骤E、校核是否有风电场计划超出了风电场运行容量，校核是否会有相关设备、 断面超出限额；如没有超限，则进入步骤F ；如有超限，则进入步骤G ；步骤F、如果没有超限，则该新计划就是最终计划，并将新计划下发计划至各风电 场；步骤G、如果有超限，将超出限额部分再次优化分配，直至所有风电场、设备以及断 面不超限，得到最终计划，并下发最终计划至各风电场。H、下个计算周期，重复步骤B G。上述步骤流程参见图2。上述步骤A中，区域内某风电场，例如A风电场初始计划的计算公式为权利要求1.一种大型集群风电有功智能控制系统，其特征在于该系统包括控制中心站、控制 主站、控制子站、风电场控制执行站；控制中心站与控制主站之间采用专用光纤通道连接， 控制主站与控制子站之间采用专用光纤通道连接，控制主站与风电场控制执行站之间采用 专用光纤通道连接。2.如权利要求1所述的一种大型集群风电有功智能控制系统，其特征在于控制中心 站是一个，控制主站是一个，控制子站是两个，风电场控制执行站是四个。3.如权利要求1或2所述的一种大型集群风电有功智能控制系统，其特征在于控制 中心站的中央处理器装有实现的软件。4.如权利要求3所述的一种大型集群风电有功智能控制系统，其特征在于连接控制 中心站与控制主站之间的专用光纤通道是双光纤通道，连接控制主站与控制子站之间的专 用光纤通道是双光纤通道，连接控制主站与风电场控制执行站之间的专用光纤通道是双光 纤通道。5.一种，依靠控制中心站的中央处理器装 有的实现的软件存储的程序指令来实现，该方 法根据电网当前运行状态，考虑风电送出、调峰等约束条件，每固定周期计算下个周期的风 电最大允许出力，有功智能控制系统根据风电最大允许出力的变化以及各风电场提出的加 出力申请，优化各风电场的计划，从而提高风能的利用率；具体包含如下步骤步骤A、根据电网实际运行情况，计算区域内各风电场初始计划，并下发计划至各风电场；步骤B、使用现有商用在线计算软件，计算各个时段电网最大允许风电出力，根据现有 商用离线计算软件，计算风电送出断面稳定限额；步骤C、接收各风电场提出的加出力申请；步骤D、根据下个时段电网最大允许风电出力以及各风电场当前出力、当前计划、提出 的加出力申请，优化各风电场有功计划；得到各风电场的新计划；步骤E、校核是否有风电场计划超出了风电场运行容量，校核是否会有相关设备、断面 超出限额；如没有超限，则进入步骤F ；如有超限，则进入步骤G ；步骤F、如果没有超限，则该新计划就是最终计划，并将新计划下发计划至各风电场；步骤G、如果有超限，将超出限额部分再次优化分配，直至所有风电场、设备以及断面不 超限，得到最终计划，并下发最终计划至各风电场。H、下个计算周期，重复步骤B G。6.如权利要求5所述的一种，所述步骤A 中，区域内某风电场，例如A风电场初始计划的计算公式为FVinitFLan — PA_cut+ Q (PwPlanMax_ Σ PwCur)(丄)式中PA—initPlan为A风电场初始计划值，PA cur为A风电场当前出力，Pwplanllax为电网当前 最大允许风电出力，Σ Pwcu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型集群风电有功智能控制系统，其特征在于该系统包括：控制中心站、控制主站、控制子站、风电场控制执行站；控制中心站与控制主站之间采用专用光纤通道连接，控制主站与控制子站之间采用专用光纤通道连接，控制主站与风电场控制执行站之间采用专用光纤通道连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉林，曹银利，行舟，罗剑波，李雪明，崔岗，伏岁林，陈振鬟，赵杰，李晓虎，张柏林，陈永华，刘平，徐海波，许士光，梁磊，王阳，胡仁芝，陈征，肖柱，王忠明，孙丽娟，刘天翼，张正勤，
申请(专利权)人：甘肃省电力公司，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]