CN101505062B - 电力系统广域风电调峰控制系统的多目标协调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力系统广域风电调峰控制系统的多目标协调控制方法，该方法包括以下内容：广域风电调峰控制系统基于循环队列的控制量公平分配技术；广域风电调峰控制系统考虑潮流断面、区域电压等安全约束条件的多目标协调控制技术；广域风电调峰控制系统火电机组与风电机组协调控制技术。本发明属于电力系统广域控制技术领域，本发明的技术方案用以解决电力系统广域风电调峰控制中控制量在各风场间分配的公平性问题，火电机组与风电机组协调控制的问题，以及风电场多目标协调控制问题。本发明可实现具备控制量公平分配和控制量多目标协调分配的电力系统广域风电调峰控制系统。

Description

电力系统广域风电调峰控制系统的多目标协调控制方法

技术领域

本发明属于电力系统广域控制技术领域，具体涉及一种电力系统广域风电调峰控制系统的多目标协调控制技术。

背景技术

电力系统广域风电调峰控制系统是在电力系统广域测量系统(WAMS-Wide AreaMeasurement System)基础上发展起来的新一代电力系统控制系统。与电力系统广域测量系统相比，广域风电调峰控制系统增加了控制指令下发功能，将系统功能从单纯的测量监视提升为闭环控制。

围绕广域风电调峰控制系统，新产生的一系列问题，包括控制量的分配，火电机组与风电机组的协调问题，以及广域风电调峰控制系统与电网安全稳定约束之间的协调问题都是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决电力系统广域风电调峰控制中控制量在各风场间分配的公平性问题，火电机组与风电机组协调控制的问题，以及风电场多目标协调控制问题。本发明提供的电力系统广域风电调峰控制系统的多目标协调控制方法包括以下内容：

该方法使用广域风电调峰控制系统基于循环队列的控制量公平分配技术、广域风电调峰控制系统火电机组与风电机组协调控制技术、广域风电调峰控制系统考虑潮流断面、区域电压等安全约束条件的多目标协调控制技术，具体包括：

1)使用广域风电调峰控制系统基于循环队列的控制量公平分配技术对风电场进行控制，即，在广域风电调峰控制系统对风电场进行控制时，将各风电场随机排序形成初始的循环队列，位于队首的风电场优先受控，位于队首的风电场在受控后会被移至队尾，新产生的队首风电场优先受控，依此类推，直至满足控制量要求或满足所有风电场均已受控；利用循环队列的循环特性和位置记忆特性，实现多轮控制动作之后风电场之间控制量的公平分配；

2)采用广域风电调峰控制系统考虑潮流断面、区域电压等安全约束条件的多目标协调控制技术来修订所述循环对列，即，采用将各种违例条件与对应风场相关联的策略来修订循环队列，如果电网发生了某个违例场景，如：潮流断面超过设定值、或某厂站电压超过设定值，那么与该违例场景相关联的风场就会优先被控，只有所有关联风场都受控之后，才去控制非关联的风场；

3)采用广域风电调峰控制系统火电机组与风电机组协调控制技术实现火电机组与风电机组之间的协调控制，即，正常情况下，风电应处于满发状态，由水、火电机组担负调峰任务；仅在水、火电机组调峰能力用尽时，才退出部分风电场的机组以满足调峰要求，确保电网安全。

该发明可以有效解决电力系统广域风电调峰控制中控制量在各风场间分配的公平性问题，火电机组与风电机组协调控制的问题，以及风电场多目标协调控制问题，可实现具备控制量公平分配和控制量多目标协调分配的电力系统广域风电调峰控制系统。

附图说明

图1所示为电力系统广域风电调峰控制系统架构示意图。

具体实施方式

本发明适用于存在风电场接入并实施了广域测量系统的电网。电力系统广域风电调峰控制系统是指在广域范围内建立实施的，基于广域测量系统平台的，通过对风电场的控制来提高系统调峰能力从而维持或改善电力系统稳定运行的控制系统。电力系统广域风电调峰控制系统一般由广域测量系统采集站(或称作：PMU-相量测量单元)、广域测量系统主站、广域风电调峰控制系统主站、风电同步监测稳定控制子站四部分组成，有的工程中，还会有SCADA数据集成到广域测量系统主站中的情况，如附图1所示，各子系统的具体功能为：

广域测量系统采集站的主要功能包括：

(1)同步采样，实时测量采样点电压、电流的幅值和相角。功角测量设备的采样是按全球统一标准时钟同步进行，无论系统覆盖的地理范围有多大，采样点有多少，所有测得的数据都有精确的同步性；

(2)向主站实时上传测量到的数据，每秒至少25次(50Hz)或30次(60Hz)。广域测量系统主站的主要功能包括：

(1)接收并组织各相量测量单元测量的实时数据；

(2)接收并组织SCADA主站转发的实时数据；

广域风电调峰控制系统主站的主要功能包括：

(1)接收并组织广域测量系统主站转发的实时数据；

(2)依据预设的控制逻辑，计算应输出的控制命令；

(3)将应输出的控制命令组织形成报文，下发给风电同步监测稳定控制子站。

风电同步监测稳定控制子站的主要功能包括：

(1)具备标准相量测量单元的所有功能，在广域测量系统主站等同于一个普通相量测量单元；

(2)接收主站下发的控制命令，并根据风场工况智能优化形成停机指令报文；

(3)将停机指令报文下发给风场本地后台监控系统，后者完成无损伤停机动作；

下面对本发明的技术方案进一步详细阐述：

本发明使用广域风电调峰控制系统基于循环队列的控制量公平分配技术、广域风电调峰控制系统火电机组与风电机组协调控制技术、广域风电调峰控制系统考虑潮流断面、区域电压等安全约束条件的多目标协调控制方法，最终可实现具备控制量公平分配和控制量多目标协调分配的电力系统广域风电调峰控制系统。该技术具体包括：

1、广域风电调峰控制系统基于循环队列的控制量公平分配技术，其特征如下：

(1)将各风电场随机排序形成初始的循环队列，位于队首的风电场优先受控，经长期多次循环，各风电场的机会是均等的；

(2)位于队首的风电场在受控后会被移至队尾，新产生的队首风电场优先受控，依此类推，直至满足控制量要求或满足所有风电场均已受控；

(3)利用循环队列的循环特性和位置记忆特性，实现多轮控制动作之后风电场之间控制量的公平分配；

(4)风电场出力随自然界的风力的大小而变化，所以控制风电场实时出力的控制策略没有实际应用意义；

(5)控制风电场的手段是以风电场装机容量为基准，按比例退出风电场部分机组；

(6)考虑到控制出力太低的风场没有实际意义，如果某受控风场当时负荷率很低，允许跳过该风场，但仍将其留在队首，以待下一轮控制时优先控制。

2、广域风电调峰控制系统火电机组与风电机组协调控制技术，其特征如下：

(1)正常情况下，风电应处于满发状态，由水、火电机组担负调峰任务；

(2)仅在水、火电机组调峰能力用尽时，才退出部分风电场的机组以满足调峰要求，确保电网安全；

(3)作为清洁能源，风电场机组的重新投入优先于水、火电机组的出力升高。

3、广域风电调峰控制系统考虑潮流断面、区域电压等安全约束条件的多目标协调控制技术，其特征如下：

(1)采用将各种违例条件与对应风场相关联的策略来修订循环队列；

(2)如果电网发生了某个违例场景，那么与该违例场景相关联的风场就会优先被控，只有所有关联风场都受控之后，才去控制非关联的风场；

(3)同是关联风场的各风场之间维持在循环队列中的原有顺序依次受控；

(4)同是非关联风场的各风场之间维持在循环队列中的原有顺序依次受控；

本发明可以有效解决电力系统广域风电调峰控制中控制量在各风场间分配的公平性问题，火电机组与风电机组协调控制的问题，以及风电场多目标协调控制问题，可实现具备控制量公平分配和控制量多目标协调分配的电力系统广域风电调峰控制系统。

Claims (2)

1.一种电力系统广域风电调峰控制系统的多目标协调控制方法，其特征为，该方法使用广域风电调峰控制系统基于循环队列的控制量公平分配技术、广域风电调峰控制系统考虑潮流断面、区域电压安全约束条件的多目标协调控制技术、广域风电调峰控制系统火电机组与风电机组协调控制技术对风电场进行调峰控制，具体包括：

1)使用广域风电调峰控制系统基于循环队列的控制量公平分配技术对风电场进行控制，即，在广域风电调峰控制系统对风电场进行控制时，将各风电场随机排序形成初始的循环队列，位于队首的风电场优先受控，位于队首的风电场在受控后会被移至队尾，新产生的队首风电场优先受控，依此类推，直至满足控制量要求或满足所有风电场均已受控；利用循环队列的循环特性和位置记忆特性，实现多轮控制动作之后风电场之间控制量的公平分配；

2)采用广域风电调峰控制系统考虑潮流断面、区域电压等安全约束条件的多目标协调控制技术来修订所述循环队列，即，采用将各种违例场景与对应风场相关联的策略来修订循环队列，如果电网发生了某个违例场景，那么与该违例场景相关联的风场就会优先被控，只有所有关联风场都受控之后，才去控制非关联的风场，其中所述违例场景包括潮流断面超过设定值、某厂站电压超过设定值；

3)采用广域风电调峰控制系统火电机组与风电机组协调控制技术实现火电机组与风电机组之间的协调控制，即，正常情况下，风电应处于满发状态，由水、火电机组担负调峰任务；仅在水、火电机组调峰能力用尽时，才退出部分风电场的机组以满足调峰要求，确保电网安全。

2.根据权利要求1所述的电力系统广域风电调峰控制系统的多目标协调控制方法，其特征为，对位于队首的风电场的控制以风电场装机容量为基准，按比例退出风电场部分机组。

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