CN104882911B - 一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法，它包括：步骤1、将分散式的小水电站组建为小水电集群；步骤2、比较送出断面的实际有功功率与热稳定极限功率；步骤3、当送出断面的实际有功功率大于等于热稳定极限功率时，由地区调度控制中心将调节控制指令下发至小水电集群，由小水电集群控制下属的小水电站机组出力来降低送出断面的实际有功功率；本发明解决了多种发电形式的地区电网送出断面有功功率超限的情况下，无法通过大中型水、火电站进行调节，只能通过切除部分风力、光伏发电设备的方法来降低送出断面的有功功率，无法最大限度接受风力、光伏等新能源送出的有功功率，造成资源浪费使得效益最大化等问题。

Description

一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法

技术领域

本发明属于电网控制技术，尤其涉及一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法。

背景技术

常规大中型水、火电站一般从电压等级较高的220kV或500kV接入电网。在含有小水电、风力发电、光伏发电等多种发电形式的地区电网中，其通过低电压等级（10kV、35kV或110kV）接入电网。小水电一般是指容量5万千瓦以下的水电站，特点是分散性，即单站容量不大，但其资源到处存在，一般在在远离大电网的山区。小水电分为两类：径流式水电站：没有水库或水库库容很小,对天然水量无调节能力或调节能力很小的水电站；蓄水式水电站：设有一定库容的水库，对天然水流具有不同调节能力的水电站。小水电一般建设年代较远，控制系统较为落后，一般处于调度不可远方测量、控制的状态。煤层气发电一般作为煤矿的自备电源，且煤层气流量不能调节，不受调度控制。而风力发电和光伏发电是近年建设，控制性能较好，且接入调度系统。

近年，随着风力发电、光伏发电的高速发展，除集中大规模上网外，在山区多为分布式从低压侧上网。在含有小水电、风力发电、光伏发电（即等效联络线）等多种发电形式的地区电网送出断面有功功率超限的情况下，无法通过大中型水、火电站进行调节。只能通过切除部分风力、光伏发电设备的方法来降低送出断面的有功功率，无法最大限度接受风力、光伏等新能源送出的有功功率，造成资源浪费，亦无法使得效益最大化。

发明内容：

本发明要解决的技术问题： 提供一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法，以解决现有技术在多种发电形式的地区电网送出断面有功功率超限的情况下，无法通过大中型水、火电站进行调节，只能通过切除部分风力、光伏发电设备的方法来降低送出断面的有功功率，无法最大限度接受风力、光伏等新能源送出的有功功率，造成资源浪费，亦无法使得效益最大化等问题。

本发明技术方案：

一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法，它包括下述步骤：

步骤1、将分散式的小水电站组建为小水电集群；

步骤2、比较送出断面的实际有功功率与热稳定极限功率；

步骤3、当送出断面的实际有功功率大于等于热稳定极限功率时 ，由地区调度控制中心将调节控制指令下发至小水电集群，由小水电集群控制下属的小水电站机组出力来降低送出断面的实际有功功率；

所述的一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法，它还包括：当小水电集群控制下属的小水电站机组出力后，再次比较送出断面的实际有功功率与热稳定极限功率，当送出断面的实际有功功率仍然大于等于热稳定极限功率时，则由风、光电场的有功功率调节执行终端通过切除风电场内的风机或光伏发电设备来降低送出断面的有功功率。

步骤3所述的由小水电集群控制下属小水电站机组出力的控制方法为：通过调节小水电站机组水轮机导水叶的开度来控制小水电站机组出力大小。

本发明的有益效果：

本发明通过将分散式小水电组建为小水电集群，当送出断面有功功率大于等于热稳定极限功率时，将控制指令下发至小水电集群，由多个小水电站统一进行调节，达到在小水电不弃水的情况下使地区线路断面功率不超限，最大限度地接受风力、光伏、煤层气等新能源发电的目的；只有在进行了小水电站集群调节后仍不能降低送出断面有功功率时，才由风、光电场的有功功率调节执行终端通过切除风电场内的风机或光伏发电设备来降低控制断面的有功功率，本发明通过上述手段解决了现有技术在多种发电形式的地区电网送出断面有功功率超限的情况下，无法通过大中型水、火电站进行调节，只能通过切除部分风力、光伏发电设备的方法来降低送出断面的有功功率，无法最大限度接受风力、光伏等新能源送出的有功功率，造成资源浪费，亦无法使得效益最大化等问题。

附图说明：

图1是本发明控制系统组成示意图。

具体实施方式：

一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法，它包括下述步骤：

步骤1、将分散式的小水电站组建为小水电集群，小水电集群实际上由多个小水电站构成，对于地区调度控制中心简称控制中心来说，它相当于一台可调节有功出力的水电机组；

厂站执行端的核心是调节控制中心，由风、光电场有功功率执行终端和小水电集群有功功率执行终端构成，实现对每台风、光电场设备和每台小水电机组的控制。

风、光电场有功功率执行终端采集风电场和光伏电场送出的实际有功功率，小水电集群有功功率执行终端采集各台小水电站机组的实际有功功率后送至地调，地调根据本地区的有功负荷以及风、光电场和小水电集群的实际有功功率进行计算后，对多个小水电站统一进行调节，将有功功率分配至每台机组。

在小水电集群部分，机组接收到地调发来的有功功率数值后，有功功率调节执行终端根据电站目前的实际水头H控制每台机组导水叶的开度μ，从而控制每台机组实际发出的有功功率。

步骤2、比较送出断面的实际有功功率与热稳定极限功率；假设等效联络线的热稳定极限功率为P₀，送出断面即等效联络线的实际有功功率为P_d，风电场送出的有功功率为P_f，光伏电场送出的有功功率为P_g，小水电群送出的有功功率为P_s，煤层气送出的有功功率为P_m，区域内负荷为P_q，则送出断面有功功率P_d＝P_f+P_g+P_s+P_m-P_q。

在含有小水电、风力发电、光伏发电、煤层气等多种发电形式的地区电网中，为了确保电网稳定运行，必须控制送出断面的实际有功功率不超过等效联络线的热稳定极限功率P₀，即P_d≤P₀。

为了最大限度接受风力、光伏等新能源送出的有功功率，当送出断面有功功率P_d大于等于热稳定极限功率P₀时，通过降低小水电站机组的出力，来降低送出断面有功功率，即在一定的水头H下，通过调节水轮机导水叶的开度μ，使得P_s＜P₀－P_f－P_g-P_m+P_q。

由于单个小水电的调节能力有限，因而在实际运行时对上述运行方式无法进行有效调整，在多个小水电站组成小水电集群可等效为一台大型水电机组后，调节能力将大大增强，小水电集群送出的有功功率对上述运行方式将可进行有效调整。

当断面有功功率P_d小于热稳定极限功率P₀时，不对小水电集群进行控制。

步骤3、当送出断面的实际有功功率大于等于热稳定极限功率时 ，由地区调度控制中心将调节控制指令下发至小水电集群，由小水电集群控制下属的小水电站机组出力来降低送出断面的实际有功功率；在一定的水头H下，通过调节小水电站机组水轮机导水叶的开度来控制小水电站机组出力大小。

所述的一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法，它还包括：当小水电集群控制下属的小水电站机组出力后，再次比较送出断面的实际有功功率与热稳定极限功率，当送出断面的实际有功功率仍然大于等于热稳定极限功率时，则由风、光电场的有功功率调节执行终端通过切除风电场内的风机或光伏发电设备来降低送出断面的有功功率。

Claims (1)

1.一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法，其特征在于它包括下述步骤：

步骤1、将分散式的小水电站组建为小水电集群；

步骤2、比较送出断面的实际有功功率与热稳定极限功率；

步骤3、当送出断面的实际有功功率大于等于热稳定极限功率时 ，由地区调度控制中心将调节控制指令下发至小水电集群，由小水电集群控制下属的小水电站机组出力来降低送出断面的实际有功功率；当小水电集群控制下属的小水电站机组出力后，再次比较送出断面的实际有功功率与热稳定极限功率，当送出断面的实际有功功率仍然大于等于热稳定极限功率时，则由风、光电场的有功功率调节执行终端通过切除风电场内的风机或光伏发电设备来降低送出断面的有功功率；步骤3所述的由小水电集群控制下属小水电站机组出力的控制方法为：通过调节小水电站机组水轮机导水叶的开度来控制小水电站机组出力大小。