CN110994667B - 一种风、光电参与断面控制的agc控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风、光电参与断面控制的AGC方法。在省调新能源AGC应用中建立一个新能源控制区实施对省调内部各个风光电的间接控制。在新能源控制区中建立对应省调的虚拟新能源机组。根据实际潮流，建立新能源场站断面。根据每天接收电网调度系统发送的新能源场站梯次文件给每个新能源场站按梯次编号。当断面越限时，场站的控制模式自动切换，系统根据越限断面的场站的梯次顺序，按批次给场站限电，直至断面出力恢复正常。当断面出力小于模式切换门槛时，断面下场站控制模式自动由自动切换回自由。

Description

一种风、光电参与断面控制的AGC控制方法及系统

技术领域

本发明属电力系统有功控制领域，涉及一种适应于大规模风电光伏并网后参与断面控制，通过自动控制模式切换、梯次限电策略实现的AGC控制方法。

背景技术

近年来，中国的新能源发展趋势乐观，以风电和光伏为代表的新能源正逐步成为我国重要的新能源，预计到2030年，新能源发电量将达到发电总量的百分之三十以上。风电、光伏在满足与日俱增的能源需求，改善电力供给结构，促进电力市场可持续发展等方面起着重要的作用。然而，在新能源大规模集中式并网的前提下，新能源的安全消纳问题逐渐成为关注的交点。因其有出力不稳定，随机性、波动性较强，且与负荷在地理位置上多呈反向分布的特点，在保证电网安全的基础上最大消纳新能源与弃风弃光也成为现今亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种风、光电参与断面控制的AGC控制方法，以解决现有技术中存在的电网对风电光伏的消纳能力有限的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种风、光电参与断面控制的AGC控制方法，所述方法包括如下步骤：

获取新能源场站的实际潮流；

根据所述实际潮流划分新能源场站所在的断面；

根据所述断面的运行状况切换新能源场站的运行模式。

进一步的，所述运行模式包括自由模式和自动模式。

进一步的，所述自由模式的运行方法包括：

将装机容量作为目标下发给新能源场站；

所述新能源场站根据装机容量进行不受调节步长约束的发电。

进一步的，所述自动模式的运行方法包括：

将断面实际出力和调节分配量下发给新能源场站；

获取新能源场站的梯次控制文件；

根据所述梯次控制文件对新能源场站进行梯次标记；

所述新能源场站根据梯次标记、断面实际出力和调节分配量进行受调节步长约束的发电。

进一步的，所述调节步长约束包括非限电步长和限电步长；所述非限电步长设置为容量的5％；所述限电步长设置为容量的10％。

进一步的，所述运行状况包括重载状态、越限状态和正常状态；

所述重载状态的判断条件为：

P_limit≥P_com≥P_limit-P_free，

其中，P_limit为监视断面的断面限值，P_com为断面实际出力，P_free为监视断面的安全裕度；

所述越限状态的判断条件为：

P_com≥P_limit，

所述正常状态的判断条件为：

P_com<P_limit-P_free。

进一步的，所述运行模式的切换方法包括：

判断端面是否是重载状态或越限状态，若是则切换为自动模式；

判断断面实际出力是否小于模式切换门槛，若小于则切换为自由模式。

进一步的，所述方法还包括：

在调度中心建立风电厂、光伏电厂的虚拟机组模型；

根据虚拟机组模型实现对新能源场站的控制。

一种风、光电参与断面控制的AGC控制系统，所述系统包括：

数据获取模块：用于获取新能源场站的实际潮流；；

数据划分模块：用于根据所述实际潮流划分新能源场站所在的断面；

数据切换模块：用于根据所述断面的运行状况切换新能源场站的运行模式。

一种风、光电参与断面控制的AGC控制系统，所述系统包括处理器和存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行上述所述方法的步骤。

计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行上述所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明根据当前断面对应的新能源场站的运行状态切换场站运行模式，根据运行模式的切换，在保证断面潮流不越限的情况下，能尽量让新能源场站多发电量，在保证电网安全的前提下提高电网对风电光伏的消纳能力；采用的运行模式在断面受限的情况下，只针对一些场站进行限电，快速达到了降低断面实际潮流的目标，同时也保证大部分场站能够自由发电，减少了输出功率波动的场站的个数。

附图说明

图1为本发明的具体实施例的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种风、光电参与断面控制的AGC控制方法，包括下列步骤：

1)在省调度中心(以下简称省调)新能源AGC应用中建立一个主控制区域，风电厂、光伏电厂(以下简称新能源场站)的常规控制组,主控制区域的控制目标为在保证断面潮流不越限的情况下，尽量让新能源场站多发电量。

2)在省调AGC中建立一个风电控制区，该控制区主要实施对省调内部各个省调风电电厂的间接控制。在风电控制区中建立对应各个风电厂的虚拟风电机组。在省调AGC中建立一个光伏控制区，该控制区主要实施对省调内部各个省调光伏电厂的间接控制。在光伏控制区中建立对应各个光伏电厂的虚拟风电机组。

在省调AGC侧完成风电虚拟机组建模、光电虚拟机组建模后，针对断面进行发电控制。

3)获取新能源场站的实际潮流；

4)根据所述实际潮流划分新能源场站所在的断面；

5)根据所述断面的运行状况切换新能源场站的运行模式。

设计两种控制模式：

(a)自由模式：自由模式时直接将装机容量作为目标下发给场站，不受调节步长的约束；

(b)自动模式：将实际出力+调节分配量作为目标下发给场站，受到调节步长的约束(分别为非限电步长(设置为容量的5％)，限电步长(设置为容量的10％))；

自动模式的运行方法包括：

获取断面实际出力和调节分配量并下发给新能源场站；

获取新能源场站的梯次控制文件；

根据所述梯次控制文件对新能源场站进行梯次标记；

所述新能源场站根据梯次标记、断面实际出力和调节分配量进行受调节步长约束的发电。

电网智能调度系统(以下简称OMS)根据每天新能源场站的运行情况于凌晨6点向AGC系统推送新能源场站的梯次控制文件，新能源系统将新能源控制区下所有场站标记梯次。

省调AGC能够根据新能源虚拟机组的运行状态，将两种控制模式进行自动切换，最大程度的增发新能源，详细切换策略如下步骤所述。

51)当正常运行时，即：

P_com<P_limit-P_free，

断面的控制偏差来自于该控制区的所监视断面的实际潮流与断面限值之间的偏差，采用下式表示为：

ACEREG＝P_limit-P_com-P_free

式中：

P_limit-监视断面的断面限值；

P_com-断面实际出力(MW)；

P_free-监视断面的安全裕度。

52)当断面为重载状态时，即：

P_limit≥P_com≥P_limit-P_free时，

此状态下系统会将自由模式切为自动模式，自动将自由控制模式的场站切换为自动模式，此时不能自由发电。断面调节量为区域分配的断面下场站调节量之和。

53)当断面为越限状态时，即：

P_com≥P_limit时，

此时新能源AGC会调用该断面下投入自动模式的场站按照分配原则(梯次限电)对超出量进行下调，目标是将断面实际拉回断面裕度限值内，此时的调节需求为：

P_arr＝P_limit-P_com-P_free

P_arr-区域调节需求；

此时断面下所有正相关场站置增出力添加闭锁标志。具体的断面梯次分配策略将在第6)条中详述。

54)当断面实际出力相对断面限值还有较大的调节空间时，即

a-模式切换门槛。

当断面实际出力小于模式切换门槛时，自动将断面下所有场站控制模式切换为自由，此时发电不受约束。

6)新能源限电采用按交易电量的梯级控制策略，AGC按照OMS提供的梯次文件中场站限电序位优先级来执行。同一个限电序位的新能源场站认为是同一个控制组，组内按照组内控制策略(装机容量比例)进行分配，组间按照限电序列优先级分配。

梯次每日自动更新，当前时间到达更新时间后，自动按照梯次文件中的限电序列更新新能源场站的所属控制组信息，文件中没有的场站不维持上一次的优先级，而是被分配到默认的风电组或者光伏组。

第一限电序位的场站所属场群为1梯队，第二限电序位的为2梯队，第1梯队的优先限电，当第1梯队的机组控制到下限时，再启用第2梯队限电，即

P_arr＝P₁+P₂+…+P_n

P_{n,n＝1,2,3…}-第n梯次所具备的下调节量。

断面受限时，如果第1梯队的机组的总调节量已满足限电要求，后面的梯队仍可按照区域的控制策略分配上调量。

限电前，计算前一梯次场站的总下调裕度，如果前一梯次场站的下调裕度满足当前断面校正需求，则后一梯次的场站本轮不参与断面控制，即使此时断面重载或越限，后一梯次的场站也不是像别的现场一样保持当前出力，而是可以继续分配全网的调节量。

场站的控制模式根据当前断面越限情况自动切换场站的控制模式：当断面重载时，将控制模式切换为自动模式，及时遏制断面增长；当断面潮流恢复至模式切换门槛值以下时，自动将场站控制模式由自动模式改为自由模式。

本发明针对当前风电光伏大规模并网运行后电网消纳风电困难导致限电的运行现状，基于省调、子站两级调度协调控制架构，在省调AGC(自动发电控制)系统计算的基础上，自动根据当前断面控制状态切换场站控制模式，并根据OMS(电网调度运行管理系统)提供的梯次文件进行场站限电的策略，在保证电网安全的前提下提高电网对风电光伏的消纳能力。

采用的按梯次限电的方法。在新能源响应速度远高于火电等其他发电模式的情况下，只针对一切场站进行限电，快速达到了降低断面实际潮流的目标，同时也保证大部分场站能够自由发电，减少了输出功率波动的场站的个数。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风、光电参与断面控制的AGC控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

获取新能源场站的实际潮流；

根据所述实际潮流划分新能源场站所在的断面；

根据所述断面的运行状况切换新能源场站的运行模式；

所述运行模式包括自由模式和自动模式；

所述自由模式的运行方法包括：

将装机容量作为目标下发给新能源场站；

所述新能源场站根据装机容量进行不受调节步长约束的发电；

所述自动模式的运行方法包括：

将断面实际出力和调节分配量下发给新能源场站；

获取新能源场站的梯次控制文件；

根据所述梯次控制文件对新能源场站进行梯次标记；

所述新能源场站根据梯次标记、断面实际出力和调节分配量进行受调节步长约束的发电；

所述运行状况包括重载状态、越限状态和正常状态；

所述重载状态的判断条件为：

P_limit≥P_com≥P_limit-P_free，

其中，P_limit为监视断面的断面限值，P_com为断面实际出力，P_free为监视断面的安全裕度；

所述越限状态的判断条件为：

P_com≥P_limit，

所述正常状态的判断条件为：

P_com＜P_limit-P_free；

所述运行模式的切换方法包括：

判断断面是否是重载状态或越限状态，若是则切换为自动模式；

判断断面实际出力是否小于模式切换门槛，若小于则切换为自由模式。

2.根据权利要求1所述的一种风、光电参与断面控制的AGC控制方法，其特征在于，所述调节步长约束包括非限电步长和限电步长；所述非限电步长设置为容量的5％；所述限电步长设置为容量的10％。

3.根据权利要求1所述的一种风、光电参与断面控制的AGC控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在调度中心建立风电厂、光伏电厂的虚拟机组模型；

根据虚拟机组模型实现对新能源场站的控制。

4.一种风、光电参与断面控制的AGC控制系统，其特征在于，所述系统包括：

数据获取模块：用于获取新能源场站的实际潮流；

数据划分模块：用于根据所述实际潮流划分新能源场站所在的断面；

数据切换模块：用于根据所述断面的运行状况切换新能源场站的运行模式；

其中，所述运行模式包括自由模式和自动模式；

所述自由模式的运行方法包括：

将装机容量作为目标下发给新能源场站；

所述新能源场站根据装机容量进行不受调节步长约束的发电；

所述自动模式的运行方法包括：

将断面实际出力和调节分配量下发给新能源场站；

获取新能源场站的梯次控制文件；

根据所述梯次控制文件对新能源场站进行梯次标记；

所述新能源场站根据梯次标记、断面实际出力和调节分配量进行受调节步长约束的发电；

所述运行状况包括重载状态、越限状态和正常状态；

所述重载状态的判断条件为：

P_limit≥P_com≥P_limit-P_free，

其中，P_limit为监视断面的断面限值，P_com为断面实际出力，P_free为监视断面的安全裕度；

所述越限状态的判断条件为：

P_com≥P_limit，

所述正常状态的判断条件为：

P_com＜P_limit-P_free；

所述运行模式的切换方法包括：

判断断面是否是重载状态或越限状态，若是则切换为自动模式；

判断断面实际出力是否小于模式切换门槛，若小于则切换为自由模式。

5.一种风、光电参与断面控制的AGC控制系统，其特征在于，所述系统包括处理器和存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-3任一项所述方法的步骤。

Images