一种大规模风电与高载能负荷协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种大规模风电与高载能负荷协调控制方法，包括：根据风电场出力短期预测曲线和负荷预测曲线，将风电场出力定义为一个负的负荷，叠加在原有负荷上，形成等效负荷曲线；根据等效负荷曲线，在考虑水火电机组的运行情况和机组约束条件的基础上，安排水电机组和火电机组的发电计划；根据火电机组的发电计划和额定容量，确定火电机组的备用容量，留取一部分备用容量为风电调峰，另一部分作为备用容量裕度；当风电波动时，根据火电机组为风电调峰的备用容量大小，通过调整火电机组的输出功率来平抑风电波动。该大规模风电与高载能负荷协调控制方法，可以实现产量高、适用范围大和稳定性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括：根据风电场出力短期预测曲线和负荷预测曲线，将风电场出力定义为一个负的负荷，叠加在原有负荷上，形成等效负荷曲线；根据等效负荷曲线，在考虑水火电机组的运行情况和机组约束条件的基础上，安排水电机组和火电机组的发电计划；根据火电机组的发电计划和额定容量，确定火电机组的备用容量，留取一部分备用容量为风电调峰，另一部分作为备用容量裕度；当风电波动时，根据火电机组为风电调峰的备用容量大小，通过调整火电机组的输出功率来平抑风电波动。该大规模风电与高载能负荷协调控制方法，可以实现产量高、适用范围大和稳定性好的优点。【专利说明】—种大规模风电与高载能负荷协调控制方法
本专利技术涉及风电并网
，具体地，涉及。
技术介绍
由于风能具有随机性与间歇性的特点，使得风能的利用具有一定的不确定性。同时，随着现代风力发电技术的不断进步，风电机组的单机容量不断增大。风电场越来越多地采用大规模集中接入输电网络的方式，这使得风电对电网的影响不断增大。与水力发电、火力发电等常规发电方式相比，风力发电最根本的不同点在于其有功出力的随机性、间歇性和不可控性。这一特点决定了风电并网运行时，必须由常规电源为其有功出力提供补偿，以保证对负荷安全可靠地供电。这种对风电有功出力的补偿调节可看作是对负的负荷波动的跟踪，即对风电“调峰”。由于有的地区的水电大部分为季节性小水电，调峰能力有限，而火电调峰受锅炉、汽轮机最小技术出力等条件的制约，火电机组的调整范围较小，且锅炉、汽轮机等设备受交变应力的限制，调整速度较慢，一般凝汽式机组每min仅可调整装机容量的1%左右，对于热电联产机组，其最小出力和调整速度还要受供热的限制。由此，常规电源参与调峰的能力可能无法满足大规模风电的发展，需要研究风电“直供”和就地转化的途径，发展适应新能源发电出力特性的高科技、高附加值的载能产业。现有的研究成果表明氯碱和铝电解等高载能负荷的生产均能较好地适应风电特性，生产过程中的电压或电流波动，只影响产品的产量，不影响产品的质量和工艺流程；双路供电时，网电自动为风电补充，保证了电解槽的稳定生产。因此，如果在电网调峰能力不足的情况下，通过控制高载能负荷来平抑风电波动，从而起到削峰填谷的作用。为此，需要开发尤为重要。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在产量低、适用范围小和稳定性差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出，以实现产量高、适用范围大和稳定性好的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:，其特征在于，包括:步骤1:根据风电场出力短期预测曲线和负荷预测曲线，将风电场出力定义为一个负的负荷，置加在原有负荷上，形成等效负荷曲线；步骤2:根据等效负荷曲线，在考虑水火电机组的运行情况和机组约束条件的基础上，安排水电机组和火电机组的发电计划；步骤3:根据火电机组的发电计划和额定容量，确定火电机组的备用容量，留取一部分备用容量为风电调峰，另一部分作为备用容量裕度；步骤4:当风电波动时，根据火电机组为风电调峰的备用容量大小，通过调整火电机组的输出功率来平抑风电波动。进一步地，在所述步骤4之后，还包括:步骤5:当火电调峰能力无法满足风电波动时，通过分组投切高载能负荷来平抑风电波动。进一步地，在步骤5中，高载能负荷是指:生产用电单耗高且电费成本在总生产成本中占有较大比重的工业行业的负荷，主要包括有色金属冶炼及压延加工业负荷、黑色金属冶炼及压延加工业负荷、化学原料及化学制品制造业负荷、非金属矿物制品业负荷。进一步地，在步骤5中，考虑高载能负荷存在不同的类型，而且重点研究负荷在风电波动下的稳态运行，将高载能负荷按恒功率模型考虑，具备分组投切功能；数学描述如下:【权利要求】1.，其特征在于，包括: 步骤1:根据风电场出力短期预测曲线和负荷预测曲线，将风电场出力定义为一个负的负荷，置加在原有负荷上，形成等效负荷曲线； 步骤2:根据等效负荷曲线，在考虑水火电机组的运行情况和机组约束条件的基础上，安排水电机组和火电机组的发电计划； 步骤3:根据火电机组的发电计划和额定容量，确定火电机组的备用容量，留取一部分备用容量为风电调峰，另一部分作为备用容量裕度； 步骤4:当风电波动时，根据火电机组为风电调峰的备用容量大小，通过调整火电机组的输出功率来平抑风电波动。2.根据权利要求1所述的大规模风电与高载能负荷协调控制方法，其特征在于，在所述步骤4之后，还包括: 步骤5:当火电调峰能力无法满足风电波动时，通过分组投切高载能负荷来平抑风电波动。3.根据权利要求2所述的大规模风电与高载能负荷协调控制方法，其特征在于，在步骤5中，高载能负荷是指:生产用电单耗高且电费成本在总生产成本中占有较大比重的工业行业的负荷，主要包括有色金属冶炼及压延加工业负荷、黑色金属冶炼及压延加工业负荷、化学原料及化学制品制造业负荷、非金属矿物制品业负荷。4.根据权利要求3所述的大规模风电与高载能负荷协调控制方法，其特征在于，在步骤5中，考虑高载能负荷存在不同的类型，而且重点研究负荷在风电波动下的稳态运行，将高载能负荷按恒功率模型考虑，具备分组投切功能；数学描述如下: 5.根据权利要求2-4中任一项所述的大规模风电与高载能负荷协调控制方法，其特征在于，在所述步骤5之后，还包括: 步骤6:当风电场的实际出力与预测出力存在偏差时，采用火电机组留有的备用容量裕度来调节输出功率，从而实现整个系统的功率平衡。6.根据权利要求5所述的大规模风电与高载能负荷协调控制方法，其特征在于，在步骤6中，根据风电对电网等效负荷峰谷差改变模式的不同，将风电日内出力调峰效应分为反调峰、正调峰2种情形；其中: ⑴风电反调峰是指风电日内出力增减趋势与系统负荷曲线相反，风电接入后系统等效负荷曲线峰谷差增大，数学描述如下: ΔΡΕi’>ΔΡΕ?；式中，APEi为风电接入前原等效负荷最大峰谷差，APEi’为风电接入后的等效负荷最大峰谷差； ⑵风电正调峰指风电日内出力增减趋势与系统负荷基本相同，且风电出力峰谷差小于系统负荷峰谷差，风电接入后系统等效负荷曲线峰谷差减小，数学描述如下:ΔΡΕ?，< ΛΡΕ1。7.根据权利要求6所述的大规模风电与高载能负荷协调控制方法，其特征在于，在步骤6中，当火电调峰能力无法满足风电波动时，通过分组投切高载能负荷来平抑风电波动的控制方法，根据火电机组调峰容量Pe与风电接入后日最大等效负荷差APEi’的关系来判断火电机组能否完全平衡风电和负荷；其中: ⑴当Pe≥ΔΡε/时，即风电正调峰情况下，火电机组的调峰能力能够满足系统的调峰需求，不需要高载能负荷参与调峰； (2)当Pe〈APEi’时，即风电反调峰情况下，火电机组的调峰能力不能够满足系统的需求，需要高载能负荷参与调峰； 若Ph > ( Λ Pe/ -Pg)，高载能负荷能够平衡剩余的等效负荷需要投切的高载能负荷容量P/为APEi’ -Pg ;gPH〈(APEi’ -Pe)，则投入高载能负荷还不能满足调峰要求，负荷小、风电大的情况下就需要弃风，负荷大，风电小的时候就需要增加火电出力，中断高载能负荷。8.根据权利要求1-4中任一项所述的大规模风电与高载能负荷协调控制方法，其特征在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规模风电与高载能负荷协调控制方法，其特征在于，包括：步骤1：根据风电场出力短期预测曲线和负荷预测曲线，将风电场出力定义为一个负的负荷，叠加在原有负荷上，形成等效负荷曲线；步骤2：根据等效负荷曲线，在考虑水火电机组的运行情况和机组约束条件的基础上，安排水电机组和火电机组的发电计划；步骤3：根据火电机组的发电计划和额定容量，确定火电机组的备用容量，留取一部分备用容量为风电调峰，另一部分作为备用容量裕度；步骤4：当风电波动时，根据火电机组为风电调峰的备用容量大小，通过调整火电机组的输出功率来平抑风电波动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福潮，文晶，梁雅芳，徐鹏，陈文清，但扬清，吕泉成，吴晓丹，张宇泽，刘文颖，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网甘肃省电力公司，国网甘肃省电力公司电力科学研究院，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：