基于预测调节性能和安全约束的新能源并网功率控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于预测调节性能和安全约束的新能源并网功率控制方法，属于电力系统调度运行与控制技术领域。本发明专利技术根据当前时刻新能源电站并网功率控制对电网安全稳定裕度变化的控制性能代价比指标，将新能源电站分成多个控制性能代价比指标相近的电站群，从而解决按接入输电通道的不同对新能源电站进行分群、不能真实反映电网当前时刻的暂态和动态安全稳定特性的问题。本发明专利技术能够提高新能源电站并网有功功率限制的实时性、可靠性和精度、提高新能源电站并网有功功率提升的实时性、可靠性和精度，以及新能源电站提升并网有功功率预测与控制技术装备水平的主动性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，属于电力系统调度运行与控制
。本专利技术根据当前时刻新能源电站并网功率控制对电网安全稳定裕度变化的控制性能代价比指标，将新能源电站分成多个控制性能代价比指标相近的电站群，从而解决按接入输电通道的不同对新能源电站进行分群、不能真实反映电网当前时刻的暂态和动态安全稳定特性的问题。本专利技术能够提高新能源电站并网有功功率限制的实时性、可靠性和精度、提高新能源电站并网有功功率提升的实时性、可靠性和精度，以及新能源电站提升并网有功功率预测与控制技术装备水平的主动性。【专利说明】
本专利技术属于电力系统调度运行与控制
，更准确地说，本专利技术涉及一种考虑电网安全稳定运行约束要求的新能源并网功率的实时控制的方法。
技术介绍
风电、光伏等新能源电站的发电特性具有波动性、随机性和间歇性特点，为了在确保电网安全稳定的前提下充分吸纳新能源电站的电力，电网调控中心不仅需要掌握新能源电站的并网功率预测信息，而且要能够对新能源电站的并网功率进行实时控制。国家标准化管理委员会颁布的GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》明确要求“风电场应配置有功功率控制系统，具备有功功率调节能力，接收并自动执行调度部门发送的有功功率及有功功率变化的控制指令，确保风电场有功功率及有功功率变化按照调度部门的给定值运行。在电力系统事故或紧急情况下，风电场应根据电力系统调度部门的指令快速控制其输出的有功功率”。2011年国家能源局颁布的《风电场功率预测预报管理暂行办法》中明确“所有并网运行的风电场均应具备风电功率预测预报的能力，并按要求开展风电功率预测预报”，并提出了风电场功率预测预报考核指标。2012年国家标准《光伏发电站接入电力系统技术规定》送审稿已通过专家评审，其中对光伏发电站接入电力系统的有功功率和功率预测等也作出了规定。文献“大型集群风电有功智能控制系统设计”(电力系统自动化，2010年第34卷第17期)提出两种风电有功功率控制模式，一是最大出力控制模式，根据电网不同输电通道风电接纳能力确定接入同一通道的风电场群的最大出力上限值，再根据离线设定的规则计算其中各个风电场的最大出力上限值；二是出力跟踪模式，风电场实时跟踪发电计划进行有功功率控制。专利“风电并网后主站端风电场有功功率控制方法”(专利号:201010555191.X)提出基于风功率预测的“发电计划跟踪”为主，风电机组“直接参与调频”为辅的区域电网有功调度框架，首先基于稳定断面极限要求计算出属于同一输电通道的风电场的总出力限值，再按评价风电场预测偏差、调节精度和调节速度等的综合分摊因子对各个风电场的出力进行分摊。专利申请“风电场有功功率的动态分群控制方法”(申请号:201210202621.9)为了减少风电机组的调节次数，降低风电机组的功率波动，提出了根据超短期风电功率预测对风电机组按超短期功率变化方式进行分群并分配功率方法。但是，已有的技术成果没有计及当前时刻风电场并网有功功率控制对电网安全稳定裕度的控制性能代价比对风电场进行分群，也没有按风电场预测精度和调节性能指标对限制并网功率的风电场和增加并网功率的风电场进行分类控制，存在不能真实反映电网当前时刻的暂态和动态安全稳定特性等诸多问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是:针对现有技术中存在的不足，提供一种。本专利技术根据当前时刻新能源电站并网功率控制对电网安全稳定裕度变化的控制性能代价比指标，将新能源电站分成多个控制性能代价比指标相近的电站群，从而解决按接入输电通道的不同对新能源电站进行分群、不能真实反映电网当前时刻的暂态和动态安全稳定特性的问题。通过优先降低安全稳定控制性能代价比小的新能源电站群的并网有功功率，实现限制同样大小的并网有功功率、更为显著提升电网安全稳定裕度的目的；优先增加安全稳定控制性能代价比大的新能源电站群的并网有功功率，实现降低相同幅度的电网安全稳定裕度、更为显著地提升并网有功功率的目的。通过优先降低调节性能指标大的新能源电站的并网有功功率，并考虑其预测值和预测精度，提高新能源电站并网有功功率限制的实时性、可靠性和精度；通过优先增加考虑预测精度和调节性能指标的综合性能指标大的新能源电站的并网有功功率，并考虑其预测值和预测精度，提高新能源电站并网有功功率提升的实时性、可靠性和精度，以及新能源电站提升并网有功功率预测与控制技术装备水平的主动性。具体地说，本专利技术是采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤:I)若根据此时电网安全稳定运行的要求，调控中心需要对新能源电站的并网有功功率进行控制，则进入步骤2);否则，结束本方法；2)通过以下方法对参与当前时刻并网有功功率控制的新能源电站的并网有功功率预测精度和并网有功功率调节性能指标分别进行计算，进入步骤3):首先，将当前时刻之前各个新能源电站在各自的每个并网有功功率考核时间段内的相邻两个预测时刻的并网有功功率预测值用直线相连，得到与各个新能源电站的每个并网有功功率考核时间段相对应的并网有功功率预测折线；若新能源电站的所有并网有功功率预测折线所对应的时间段总长度等于其所有并网有功功率考核时间段的总长度，则将新能源电站的各个并网有功功率预测折线分别作为其在相应的并网有功功率考核时间段的并网有功功率预测曲线；若新能源电站的所有并网有功功率预测折线所对应的时间段总长度不等于其所有并网有功功率考核时间段的总长度，则对其中时间段长度小于相应的并网有功功率考核时间段长度的并网有功功率预测折线进行以下处理:若在该并网有功功率考核时间段内新能源电站的第I个并网有功功率预测时刻晚于相应的并网有功功率考核时间段的起始时亥IJ，则将连接新能源电站的第一组相邻两个预测时刻的并网有功功率预测值的直线，按其斜率向前延伸至相应的并网有功功率考核时间段的起始时刻；若在该并网有功功率考核时间段内新能源电站的最后I个并网有功功率预测时刻早于相应的并网有功功率考核时间段的结束时刻，则将连接新能源电站的最后一组相邻两个预测时刻的并网有功功率预测值的直线，按其斜率向后延伸至相应的并网有功功率考核时间段的结束时刻；最后将经过上述处理的新能源电站在并网有功功率考核时间段内的并网有功功率预测折线，作为新能源电站在该并网有功功率考核时间段内的并网有功功率预测曲线；然后，根据调控中心对各个新能源电站在并网有功功率考核时间段内的并网有功功率控制模式，分别从当前时刻之前各个新能源电站的并网有功功率考核时间段中确定出各个新能源电站的并网有功功率不受限时间段和并网有功功率受限时间段；针对并网有功功率不受限时间段内新能源电站并网有功功率预测曲线与其并网有功功率实际曲线进行等时间间隔的数据抽样，采用均方根误差公式计算出新能源电站的并网有功功率预测精度；针对并网有功功率受限时间段内新能源电站并网有功功率调控指令曲线与其并网有功功率实际曲线进行等时间间隔的数据抽样，采用均方根误差公式计算出新能源电站的并网有功功率调节性能指标;3)首先，依据当前时刻新能源电站的并网有功功率控制对电网安全稳定裕度变化的控制性能代价比指标的相近程度，分别针对各个新能源电站并网有功功率控制组内的新能源电站进行分群，使得属于同I群的新能源电站的控制性能代价比指标的绝对值与该群中所有新能源电站的控制性能代价本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泰山，汪宁渤，马明，马彦宏，刘强，周强，段慧，路亮，王昊昊，
申请(专利权)人：南京南瑞集团公司，甘肃省电力公司，甘肃省电力公司风电技术中心，
类型：发明
国别省市：