CN107769275A - 风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统及方法,系统包括风力发电负荷变化计算模块、火力发电负荷动态补偿指令计算模块和火力发电机组群动态调整模块,风力发电负荷变化计算模块用以计算风电负荷变化量,火力发电负荷动态补偿指令计算模块用于根据风电负荷变化量计算出风电负荷变化时火力发电机组群的补偿负荷指令,火力发电机组群动态调整模块根据火力发电机组群的补偿负荷指令进行动态调整火力发电机组的发电负荷设定值。本发明根据风力发电负荷的变化量,通过动态调整火力发电机组的发电负荷设定值,改变了火力发电机组群的实际出力,维持了区域电网的负荷稳定,提升了电网的供电品质。
Description
技术领域
本发明涉及发电机组群的负荷协调控制技术领域,具体地说是一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统及方法。
背景技术
随着风力发电装机容量的快速发展,风力发电负荷在电网运行负荷中占的比例越来越大,尤其在风力资源丰富地区,风力发电负荷的比重更大。目前,风力发电发展迅速,风电负荷在电网中占有比例越来越大,风力发电作为一种清洁能源,对于环境保护和资源利用来讲优势明显,但是由于受自然条件限制,风电的发电负荷随机波动性较大,可预测性不强,给电网的安全稳定运行带来较大影响。
在风电负荷集中的区域电网中,电网中的转动备用容量越来越少,在部分缺少灵活调频手段的区域电网中,风电负荷的随机性对电网的影响越来越明显,现有的发电机组群的负荷协调控制系统尚不能充分消纳风力发电等新能源电力负荷,且无法保证电网的供电品质及电网安全稳定运行。
因此,设计一套风力发电与其他发电方式协同控制的技术方案,利用其他发电方式负荷调节补偿降低风电的负荷波动对电网运行参数的影响,对电网的安全稳定优质运行是十分必要的。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出了一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统及方法,其能够根据风力发电负荷的变化量,动态调整火力发电机组的发电负荷设定值,改变火力发电机组群的实际出力,维持区域电网的负荷稳定,提升电网的供电品质。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是:
一方面,本发明实施例提供的一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,它包括风力发电负荷变化计算模块、火力发电负荷动态补偿指令计算模块和火力发电机组群动态调整模块,所述风力发电负荷变化计算模块用以计算风电负荷变化量并发送给火力发电负荷动态补偿指令计算模块,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块用于根据风电负荷变化量计算出风电负荷变化时火力发电机组群的补偿负荷指令并发送给火力发电机组群动态调整模块,所述火力发电机组群动态调整模块根据火力发电机组群的补偿负荷指令进行动态调整火力发电机组的发电负荷设定值。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述风力发电负荷变化计算模块包括:
风力发电负荷测量装置,用于获取区域电网内的实时发电负荷;
实时负荷品质判断模块,用以对实时发电负荷值进行变化速率和负荷上下限值的品质判断,确定实时发电负荷值正确有效后发送给风电负荷偏差计算模块ADD1,否则保持当前有效值不变并发送给风电负荷偏差计算模块ADD1;
负荷预测模块,用以对风力发电负荷预测,并生成负荷预测曲线;
下一时间点负荷预测值模块,用以根据负荷预测曲线获取下一时间点的负荷预测值并送给风电负荷偏差计算模块ADD1,所述下一时间点的时间间隔为15秒;
风电负荷偏差计算模块ADD1,用以对实时发电负荷值与下一时间点的风电负荷预测值进行比较,计算出下一时间点的风电负荷变化量并发送给火力发电负荷动态补偿指令计算模块。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块包括:
调整死区模块,用于设置风电负荷变化量的调整死区,并将风电负荷偏差计算模块ADD1计算出下一时间点的风电负荷变化量发送给动态负荷补偿修正模块MUL;
风电火电联调补偿系数模块,用于设置风电火电联调补偿系数Kp并发送给动态负荷补偿修正模块MUL,所述风电火电联调补偿系数Kp的设置范围为0-1.5;
动态负荷补偿修正模块MUL,用于根据下一时间点的风电负荷变化量和设置的风电火电联调补偿系数Kp计算出风电负荷变化时火力发电机组群需要的补偿负荷指令并发送给火力发电机组群动态调整模块。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块还包括限幅模块,所述限幅模块设置在动态负荷补偿修正模块MUL的输出端,用于将动态负荷补偿修正模块MUL计算的火力发电机组群需要的补偿负荷指令进行限幅处理后发送给火力发电机组群动态调整模块。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述火力发电机组群动态调整模块包括:
火力发电机组群的总功率设定模块,用于进行设置火力发电机组群的总功率;
火电机组群负荷指令修正模块ADD2,用以根据设定的火力发电机组群总功率和火力发电机组群的补偿负荷指令生成火电机组群的实际负荷指令,并发送给火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器;
火力发电机组群实时功率模块,用于获取火力发电机组群的实时功率并发送给火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器;
火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器,用于根据实际负荷指令和火力发电机组群的实时功率生成进行火力发电机组群负荷闭环调节的火力发电机组负荷控制指令,并发送给火力发电机组群指令平衡模块;
火力发电机组群指令平衡模块,用于接收PID控制器的火力发电机组负荷控制指令,并进行二次分配至各个火力发电机组,所述火力发电机组根据各自火力发电机组负荷控制指令进行自身的输出负荷调节。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述火力发电机组群指令平衡模块包含以下两种工况:一是完成火力发电机组群全部正常运行时的控制指令二次分配;二是完成系统中某火力发电机组突发故障停机时的控制指令再平衡功能。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述调整死区的阈值设为区域电网运行风电额定负荷的±5%,当风电负荷变化量在调整死区范围内,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能;
所述风电火电联调补偿系数Kp为0时,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能,风电火电联调补偿系数Kp设置越大,火力发电机组群负荷补偿能力越强。
另一方面,本发明实施例提供的一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制方法,它包括以下步骤:
获取区域电网内的实时发电负荷;
对实时发电负荷值进行变化速率和负荷上下限值的品质判断,确定实时发电负荷值正确有效后获取该实时发电负荷值进行风电负荷变化量计算,否则保持当前有效值不变进行风电负荷变化量计算;
对风力发电负荷预测并生成负荷预测曲线;
根据负荷预测曲线获取下一时间点的负荷预测值,所述下一时间点的时间间隔为15秒;
对实时发电负荷值与下一时间点的风电负荷预测值进行比较,计算出下一时间点的风电负荷变化量;
设置风电负荷变化量的调整死区,并获取下一时间点的风电负荷变化量;
设置风电火电联调补偿系数Kp,所述风电火电联调补偿系数Kp的设置范围为0-1.5;
根据下一时间点的风电负荷变化量和设置的风电火电联调补偿系数Kp计算出风电负荷变化时火力发电机组群需要的补偿负荷指令;
将火力发电机组群需要的补偿负荷指令进行限幅处理;
进行设置火力发电机组群的总功率;
根据设定的火力发电机组群总功率和火力发电机组群的补偿负荷指令生成火电机组群的实际负荷指令;
获取火力发电机组群的实时功率;
根据实际负荷指令和火力发电机组群的实时功率生成进行火力发电机组群负荷闭环调节的火力发电机组负荷控制指令;
对火力发电机组负荷控制指令进行二次分配至各个火力发电机组,所述火力发电机组根据各自火力发电机组负荷控制指令进行自身的输出负荷调节。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述调整死区的阈值设为区域电网运行风电额定负荷的±5%,当风电负荷变化量在调整死区范围内,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述风电火电联调补偿系数Kp为0时,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能,风电火电联调补偿系数Kp设置越大,火力发电机组群负荷补偿能力越强。
本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下:
一方面,本发明实施例技术方案的负荷协调控制系统采用风力发电负荷变化计算模块、火力发电负荷动态补偿指令计算模块和火力发电机组群动态调整模块,所述风力发电负荷变化计算模块用以计算风电负荷变化量并发送给火力发电负荷动态补偿指令计算模块,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块用于根据风电负荷变化量计算出风电负荷变化时火力发电机组群的补偿负荷指令并发送给火力发电机组群动态调整模块,所述火力发电机组群动态调整模块根据火力发电机组群的补偿负荷指令进行动态调整火力发电机组的发电负荷设定值。该系统采用风力发电与火力发电联合控制的措施,利用火力发电机组群的调节能力自动完成风力发电负荷随机性的补偿,一是有效降低了风电负荷随机性对电网的影响,提升了电网运行稳定性,保证了电网供电品质;二是减少了电网运行人员负荷调度操作次数,降低了其劳动强度;三是提升了区域电网的新能源消纳能力。
一方面,本发明实施例技术方案的负荷协调控制方法采用风力发电与火力发电联合控制的方法,利用火力发电机组群的调节能力自动完成风力发电负荷随机性的补偿,一是有效降低了风电负荷随机性对电网的影响,提升了电网运行稳定性,保证了电网供电品质;二是减少了电网运行人员负荷调度操作次数,降低了其劳动强度;三是提升了区域电网的新能源消纳能力。
本发明实施例技术方案能够根据风力发电负荷的变化量,动态调整火力发电机组的发电负荷设定值,改变火力发电机组群的实际出力,维持区域电网的负荷稳定,提升电网的供电品质,在电网的发展过程中具有良好的推广应用前景。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统的示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制方法的流程图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统的示意图。如图1所示,本发明实施例提供的一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,它包括风力发电负荷变化计算模块1、火力发电负荷动态补偿指令计算模块2和火力发电机组群动态调整模块3,所述风力发电负荷变化计算模块1用以计算风电负荷变化量并发送给火力发电负荷动态补偿指令计算模块2,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块2用于根据风电负荷变化量计算出风电负荷变化时火力发电机组群的补偿负荷指令并发送给火力发电机组群动态调整模块3,所述火力发电机组群动态调整模块3根据火力发电机组群的补偿负荷指令进行动态调整火力发电机组的发电负荷设定值。
在一种可能的实现方式中,所述风力发电负荷变化计算模块1包括:
风力发电负荷测量装置,用于获取区域电网内的实时发电负荷;
实时负荷品质判断模块,用以对实时发电负荷值进行变化速率和负荷上下限值的品质判断,确定实时发电负荷值正确有效后发送给风电负荷偏差计算模块ADD1,否则保持当前有效值不变并发送给风电负荷偏差计算模块ADD1;
负荷预测模块,用以对风力发电负荷预测,并生成负荷预测曲线;
下一时间点负荷预测值模块,用以根据负荷预测曲线获取下一时间点的负荷预测值并送给风电负荷偏差计算模块ADD1,所述下一时间点的时间间隔为15秒;
风电负荷偏差计算模块ADD1,用以对实时发电负荷值与下一时间点的风电负荷预测值进行比较,计算出下一时间点的风电负荷变化量并发送给火力发电负荷动态补偿指令计算模块。
在一种可能的实现方式中,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块2包括:
调整死区模块,用于设置风电负荷变化量的调整死区,并将风电负荷偏差计算模块ADD1计算出下一时间点的风电负荷变化量发送给动态负荷补偿修正模块MUL;
风电火电联调补偿系数模块,用于设置风电火电联调补偿系数Kp并发送给动态负荷补偿修正模块MUL,所述风电火电联调补偿系数Kp的设置范围为0-1.5;
动态负荷补偿修正模块MUL,用于根据下一时间点的风电负荷变化量和设置的风电火电联调补偿系数Kp计算出风电负荷变化时火力发电机组群需要的补偿负荷指令并发送给火力发电机组群动态调整模块。
在一种可能的实现方式中,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块2还包括限幅模块,所述限幅模块设置在动态负荷补偿修正模块MUL的输出端,用于将动态负荷补偿修正模块MUL计算的火力发电机组群需要的补偿负荷指令进行限幅处理后发送给火力发电机组群动态调整模块。
在一种可能的实现方式中,所述火力发电机组群动态调整模块3包括:
火力发电机组群的总功率设定模块,用于进行设置火力发电机组群的总功率;
火电机组群负荷指令修正模块ADD2,用以根据设定的火力发电机组群总功率和火力发电机组群的补偿负荷指令生成火电机组群的实际负荷指令,并发送给火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器;
火力发电机组群实时功率模块,用于获取火力发电机组群的实时功率并发送给火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器;
火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器,用于根据实际负荷指令和火力发电机组群的实时功率生成进行火力发电机组群负荷闭环调节的火力发电机组负荷控制指令,并发送给火力发电机组群指令平衡模块;
火力发电机组群指令平衡模块,用于接收PID控制器的火力发电机组负荷控制指令,并进行二次分配至各个火力发电机组,所述火力发电机组根据各自火力发电机组负荷控制指令进行自身的输出负荷调节。
在一种可能的实现方式中,所述火力发电机组群指令平衡模块包含以下两种工况:一是完成火力发电机组群全部正常运行时的控制指令二次分配;二是完成系统中某火力发电机组突发故障停机时的控制指令再平衡功能。
在一种可能的实现方式中,所述调整死区的阈值设为区域电网运行风电额定负荷的±5%,当风电负荷变化量在调整死区范围内,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能;
所述风电火电联调补偿系数Kp为0时,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能,风电火电联调补偿系数Kp设置越大,火力发电机组群负荷补偿能力越强。
本实施例的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统主要由风力发电负荷偏差计算模块ADD1、火力发电负荷动态负荷补偿修正模块MUL、火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器模块、火力发电机组群指令平衡块等组成,分为风力发电负荷变化计算、火力发电负荷动态补偿指令计算、火力发电机组群动态调整三个功能部分,采用了风力发电与火力发电联合控制措施,利用火力发电机组群的调节能力自动完成风力发电负荷随机性的补偿,一是有效降低了风电负荷随机性对电网的影响,提升了电网运行稳定性,保证了电网供电品质;二是减少了电网运行人员负荷调度操作次数,降低了其劳动强度;三是提升了区域电网的新能源消纳能力。
图2是根据一示例性实施例示出的一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制方法的流程图。如图2所示,本发明实施例提供的一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制方法,它包括以下步骤:
获取区域电网内的实时发电负荷;
对实时发电负荷值进行变化速率和负荷上下限值的品质判断,确定实时发电负荷值正确有效后获取该实时发电负荷值进行风电负荷变化量计算,否则保持当前有效值不变进行风电负荷变化量计算;
对风力发电负荷预测并生成负荷预测曲线;
根据负荷预测曲线获取下一时间点的负荷预测值,所述下一时间点的时间间隔为15秒;
对实时发电负荷值与下一时间点的风电负荷预测值进行比较,计算出下一时间点的风电负荷变化量;
设置风电负荷变化量的调整死区,并获取下一时间点的风电负荷变化量;
设置风电火电联调补偿系数Kp,所述风电火电联调补偿系数Kp的设置范围为0-1.5;
根据下一时间点的风电负荷变化量和设置的风电火电联调补偿系数Kp计算出风电负荷变化时火力发电机组群需要的补偿负荷指令;
将火力发电机组群需要的补偿负荷指令进行限幅处理;
进行设置火力发电机组群的总功率;
根据设定的火力发电机组群总功率和火力发电机组群的补偿负荷指令生成火电机组群的实际负荷指令;
获取火力发电机组群的实时功率;
根据实际负荷指令和火力发电机组群的实时功率生成进行火力发电机组群负荷闭环调节的火力发电机组负荷控制指令;
对火力发电机组负荷控制指令进行二次分配至各个火力发电机组,所述火力发电机组根据各自火力发电机组负荷控制指令进行自身的输出负荷调节。
在一种可能的实现方式中,所述调整死区的阈值设为区域电网运行风电额定负荷的±5%,当风电负荷变化量在调整死区范围内,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能。
在一种可能的实现方式中,所述风电火电联调补偿系数Kp为0时,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能,风电火电联调补偿系数Kp设置越大,火力发电机组群负荷补偿能力越强。
本实施例的负荷协调控制方法采用风力发电与火力发电联合控制的方法,利用火力发电机组群的调节能力自动完成风力发电负荷随机性的补偿,一是有效降低了风电负荷随机性对电网的影响,提升了电网运行稳定性,保证了电网供电品质;二是减少了电网运行人员负荷调度操作次数,降低了其劳动强度;三是提升了区域电网的新能源消纳能力。
下面结合上述实施例来描述应用本发明所述的负荷协调控制系统及方法对风力发电与火力发电机组群进行负荷协调控制的详细过程。如图1和图2所示,对风力发电与火力发电机组群进行负荷协调控制的具体过程如下:
风力发电负荷测量装置测得区域电网内的实时发电负荷,经实时负荷品质判断模块进行变化速率和负荷上下限值品质判断,认定该实时负荷值正确有效后送风电负荷偏差计算模块ADD1,否则保持当前有效值不变,送ADD1;根据负荷预测模块对风力发电负荷预测生成的负荷预测曲线,利用下一时间点负荷预测值模块查取下一时间点的负荷预测值(负荷预测值根据区域电网实际运行需要,可动态调整下一时间点的时间间隔,一般设为15秒),送ADD1。
在风电负荷偏差计算模块ADD1中,将风力发电实时负荷与下一时间点的风电负荷预测值进行比较,计算出至下一时间点的风电发电负荷变化量,经调整死区模块送动态负荷补偿修正模块MUL。
在调整死区模块中,设置风电发电负荷变化量的调整死区,即在死区范围内,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能。调整死区阈值一般根据区域电网容量或运行风电容量设为某一定值(根据电网运行需求,可动态调整),例如设为区域电网运行风电额定负荷的±5%,即风电发电负荷变化量在区域电网运行风电额定负荷的±5%范围内,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能。
风电火电联调补偿系数Kp的设置范围为0-1.5(根据电网运行需求,可动态调整)。Kp设为0时,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能,Kp设置越大,火力发电机组群负荷补偿能力越强。一般情况下设为1即可。
动态负荷补偿修正模块MUL根据风电负荷变化量及风电火电联调补偿系数Kp计算出风电负荷变化时需要火力发电机组群补偿的负荷指令,经限幅模块判断指令正常后,送火电机组群负荷指令修正模块ADD2。
火电机组群负荷指令修正模块ADD2根据火力发电机组群的总功率设定及从动态负荷补偿修正模块MUL来的补偿负荷指令,形成火电机组群的实际负荷指令,送火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器。
火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器根据实际负荷指令与火力发电机组群的实时功率,进行火力发电机组群负荷的闭环调节,使机组群的实时功率动态跟踪机组群的实际负荷指令,火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器输出指令送火力发电机组群指令平衡模块。
火力发电机组群指令平衡模块接收火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器的输出指令,进行二次分配至各个火力发电机组,完成各个火力发电机组负荷指令的给定。火力发电机组群指令平衡模块主要包含以下两种工况:一是完成火力发电机组群全部正常运行时的控制指令二次分配;二是完成系统中某火力发电机组突发故障停机时的控制指令再平衡功能。
例如在某一火力发电机组群中共有n台发电机组投入自动运行(n为大于1的整数),参与风电负荷波动补偿协调控制,PID控制器的输出至平衡块的公共指令为C0,第i台火力发电机组的实际控制指令Ci,第i台火力发电机组的控制偏差指令为Δi。
a)火力发电机组群全部正常运行时,某台火力发电机组指令生成过程。当第i台机组手动控制时,该机组的控制指令Ci接收手动输入,控制偏差指令Δi处于跟踪状态,Δi=Ci-C0;当第i台机组自动控制时,即该火力发电机组参与风电负荷波动补偿协调控制时,机组控制指令接收机组群指令平衡模块的输出,即Ci=Δi+C0,此时控制偏差指令Δi接收手动输入调整,可单独对某台机组的发电出力进行人工修正。控制偏差指令Δi的跟踪功能可保证该机组在手动自动两种控制方式切换时无扰动。
b)某台参与风电负荷波动补偿协调控制的火力发电机组突发故障停机时控制指令再平衡输生成过程。当系统中投入运行的某台火力发电机组突发故障停机时,平衡模块自动将故障机组指令平均后加到其它正常运行机组上,保持机组群的整体负荷稳定。
例如第m台(m为不大于n的整数)火力发电机组突发故障停机,其停机前运行控制指令为Cm,则其停机后,其余正常运行的n-1台参与风电负荷波动补偿协调控制的火力发电机组的实际运行指令均增加平衡整个火力发电机组群的发电出力,维持整个机组群的供电负荷稳定。
火力发电机组根据各自负荷指令完成负荷调节,实现对风电负荷随机变化的补偿,维持电网稳定运行。
本发明根据风力发电负荷的变化量,通过动态调整火力发电机组的发电负荷设定值,改变了火力发电机组群的实际出力,维持了区域电网的负荷稳定,提升了电网的供电品质,在电网的发展过程中具有良好的推广应用前景。
以上所述只是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,其特征是,包括风力发电负荷变化计算模块、火力发电负荷动态补偿指令计算模块和火力发电机组群动态调整模块,所述风力发电负荷变化计算模块用以计算风电负荷变化量并发送给火力发电负荷动态补偿指令计算模块,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块用于根据风电负荷变化量计算出风电负荷变化时火力发电机组群的补偿负荷指令并发送给火力发电机组群动态调整模块,所述火力发电机组群动态调整模块根据火力发电机组群的补偿负荷指令进行动态调整火力发电机组的发电负荷设定值。
2.如权利要求1所述的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,其特征是,所述风力发电负荷变化计算模块包括:
风力发电负荷测量装置,用于获取区域电网内的实时发电负荷;
实时负荷品质判断模块,用以对实时发电负荷值进行变化速率和负荷上下限值的品质判断,确定实时发电负荷值正确有效后发送给风电负荷偏差计算模块ADD1,否则保持当前有效值不变并发送给风电负荷偏差计算模块ADD1;
负荷预测模块,用以对风力发电负荷预测,并生成负荷预测曲线;
下一时间点负荷预测值模块,用以根据负荷预测曲线获取下一时间点的负荷预测值并送给风电负荷偏差计算模块ADD1,所述下一时间点的时间间隔为15秒;
风电负荷偏差计算模块ADD1,用以对实时发电负荷值与下一时间点的风电负荷预测值进行比较,计算出下一时间点的风电负荷变化量并发送给火力发电负荷动态补偿指令计算模块。
3.如权利要求2所述的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,其特征是,所述火力发电负荷动态补偿指令计算模块包括:
调整死区模块,用于设置风电负荷变化量的调整死区,并将风电负荷偏差计算模块ADD1计算出下一时间点的风电负荷变化量发送给动态负荷补偿修正模块MUL;
风电火电联调补偿系数模块,用于设置风电火电联调补偿系数Kp并发送给动态负荷补偿修正模块MUL,所述风电火电联调补偿系数Kp的设置范围为0-1.5;
动态负荷补偿修正模块MUL,用于根据下一时间点的风电负荷变化量和设置的风电火电联调补偿系数Kp计算出风电负荷变化时火力发电机组群需要的补偿负荷指令并发送给火力发电机组群动态调整模块。
4.如权利要求3所述的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,其特征是,还包括限幅模块,所述限幅模块设置在动态负荷补偿修正模块MUL的输出端,用于将动态负荷补偿修正模块MUL计算的火力发电机组群需要的补偿负荷指令进行限幅处理后发送给火力发电机组群动态调整模块。
5.如权利要求4所述的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,其特征是,所述火力发电机组群动态调整模块包括:
火力发电机组群的总功率设定模块,用于进行设置火力发电机组群的总功率;
火电机组群负荷指令修正模块ADD2,用以根据设定的火力发电机组群总功率和火力发电机组群的补偿负荷指令生成火电机组群的实际负荷指令,并发送给火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器;
火力发电机组群实时功率模块,用于获取火力发电机组群的实时功率并发送给火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器;
火力发电机组群负荷闭环调节PID控制器,用于根据实际负荷指令和火力发电机组群的实时功率生成进行火力发电机组群负荷闭环调节的火力发电机组负荷控制指令,并发送给火力发电机组群指令平衡模块;
火力发电机组群指令平衡模块,用于接收PID控制器的火力发电机组负荷控制指令,并进行二次分配至各个火力发电机组,所述火力发电机组根据各自火力发电机组负荷控制指令进行自身的输出负荷调节。
6.如权利要求5所述的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,其特征是,所述火力发电机组群指令平衡模块包含以下两种工况:一是完成火力发电机组群全部正常运行时的控制指令二次分配;二是完成系统中某火力发电机组突发故障停机时的控制指令再平衡功能。
7.如权利要求3所述的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制系统,其特征是,所述调整死区的阈值设为区域电网运行风电额定负荷的±5%,当风电负荷变化量在调整死区范围内,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能;
所述风电火电联调补偿系数Kp为0时,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能,风电火电联调补偿系数Kp设置越大,火力发电机组群负荷补偿能力越强。
8.一种风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制方法,其特征是,包括以下步骤:
获取区域电网内的实时发电负荷;
对实时发电负荷值进行变化速率和负荷上下限值的品质判断,确定实时发电负荷值正确有效后获取该实时发电负荷值进行风电负荷变化量计算,否则保持当前有效值不变进行风电负荷变化量计算;
对风力发电负荷预测并生成负荷预测曲线;
根据负荷预测曲线获取下一时间点的负荷预测值,所述下一时间点的时间间隔为15秒;
对实时发电负荷值与下一时间点的风电负荷预测值进行比较,计算出下一时间点的风电负荷变化量;
设置风电负荷变化量的调整死区,并获取下一时间点的风电负荷变化量;
设置风电火电联调补偿系数Kp,所述风电火电联调补偿系数Kp的设置范围为0-1.5;
根据下一时间点的风电负荷变化量和设置的风电火电联调补偿系数Kp计算出风电负荷变化时火力发电机组群需要的补偿负荷指令;
将火力发电机组群需要的补偿负荷指令进行限幅处理;
进行设置火力发电机组群的总功率;
根据设定的火力发电机组群总功率和火力发电机组群的补偿负荷指令生成火电机组群的实际负荷指令;
获取火力发电机组群的实时功率;
根据实际负荷指令和火力发电机组群的实时功率生成进行火力发电机组群负荷闭环调节的火力发电机组负荷控制指令;
对火力发电机组负荷控制指令进行二次分配至各个火力发电机组,所述火力发电机组根据各自火力发电机组负荷控制指令进行自身的输出负荷调节。
9.如权利要求8所述的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制方法,其特征是,所述调整死区的阈值设为区域电网运行风电额定负荷的±5%,当风电负荷变化量在调整死区范围内,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能。
10.如权利要求8所述的风力发电与火力发电机组群的负荷协调控制方法,其特征是,所述风电火电联调补偿系数Kp为0时,不使用火力发电机组群的负荷动态补偿功能,风电火电联调补偿系数Kp设置越大,火力发电机组群负荷补偿能力越强。
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