CN112202188A - 考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法及系统，包括每一轮进行自动发电控制的步骤：根据历史功率数据和功率预测数据计算各新能源电站i的出力不确定度γi；根据出力不确定度γi和本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率总值ΔPACE，计算分配给各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi；将各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi下发各新能源电站i执行。本发明用历史预测准确度衡量新能源电站出力不确定度，按新能源电站各出力不确定度，分配ACE功率，削弱新能源发电不确定性对电网的影响。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电站自动发电控制技术，具体涉及一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法及系统。
背景技术
有功功率平衡、频率稳定是现代电网最本质的要求。系统电源的总输出功率与包括电力负荷在内的功率消耗相平衡时，供电频率保持恒定；若总输出功率与总功率消耗之间失去平衡时，频率就发生波动，严重时会出现频率崩溃。电力系统用电负荷动态变化，无法精确预测，这种变化有时会引起系统功率不平衡，导致频率波动。当频率偏离额定值后，必须改变发电量以使电力系统的有功功率达到新的平衡，从而使频率能维持在允许范围之内。按计划负荷点发电无法确保电网功率平衡和频率稳定。
因此，电网组织部分并网电厂开展自动发电控制(AGC，Automatic GenerationControl)，即发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度机构下发的指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。而调度机构监视电网频率，统筹协调全部参与AGC调控的并网电厂，从而实现电网的稳定运行。将部署在调度端和发电端的整套控制软、硬件统称为自动发电控制(AGC)系统。
目前大电网是由几个区域电网通过联络线互联构成。各区域电网按预定计划进行功率交换。从电网稳定运行的角度，在确保频率在稳定范围内，不希望各区域电网交换功率偏离计划点。目前AGC系统一般采用区域控制误差(ACE控制)模式，即ACE＝ΔP+kΔf，其中ΔP为联络线净交换功率偏差，Δf为频率偏差，k为区域频率特性常数，单位为MW/0.1Hz。通过上述公式确定区域内需要增加/减少的功率总量ACE，再分配给区域内参与AGC控制的电厂。
随着并网的新能源电站数量增加，新能源发电量在总发电量的占比已经不容忽视。新能源电站参与电网ACE控制已经是必然趋势。新能源电站自身出力的波动性和预测偏差较大的特性，决定了新能源电站的AGC控制策略不能直接套用水、火电站的控制策略。现有的AGC系统控制策略，一般都是将新能源与水、火电站分开控制。即先确定新能源电站承担的ACE功率总量，再分配给各新能源电站。从电网的角度，期望能进一步削弱新能源发电不确定性对电网的影响，以便于电网开展更精准的调度控制。这就意味着电网期望不确定度更小的新能源电站能承担更多的负荷。即增出力时期望不确定度小的新能源电站获得更多的份额，而减出力时期期望不确定度大的新能源电站获得更多的份额。历史预测准确度可以作为衡量新能源电站出力不确定度的重要指标。
因此，亟需一种考虑出力不确定度的新能源电站自动发电控制方法，根据各新能源电站的历史预测准确度，分配新能源电站所需承担的ACE功率总量，以削弱新能源发电不确定度对电网的影响。现有的涉及新能源电站自动发电控制方法和系统不少，但考虑风电站出力不确定度和用历史预测准确度衡量各电站出力不确定度的基本没有。如申请号为201410769057.8的中国专利文献公开了一种风电集中接入后的互联电网分布式AGC控制方法，根据风电波动平衡责任系数进行分配，但未考虑出力不确定度；申请号为201810722742.3的中国专利文献公开了一种计及风电预测偏差的电网AGC协同实时控制方法，根据风电功率实测值与预测值之间偏差，调整AGC控制指令，但分配各风电场的ACE功率未考虑风电站出力不确定度的差异，更未考虑使用历史预测准确度衡量风电站出力不确定度。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法及系统，本发明用历史预测准确度衡量新能源电站出力不确定度，按新能源电站各出力不确定度，分配ACE功率，削弱新能源发电不确定性对电网的影响。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法，包括每一轮进行自动发电控制的步骤：
1)根据历史功率数据和功率预测数据计算各新能源电站i的出力不确定度γi；
2)根据出力不确定度γi和本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率总值ΔPACE，按下式计算分配给各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi；
min f＝∑(γi×ΔPACEi)
上式中，γi为新能源电站i的出力不确定度，Pi为新能源电站i当前时刻的功率，Pi min,Pi max分别为新能源电站i当前时刻可发最小功率和最大功率；
3)将各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi下发各新能源电站i执行。
可选地，步骤1)中计算各新能源电站i的出力不确定度γi的函数表达式为：
上式中，Pij,P'ij分别为新能源电站i在时刻j的实际可发最大功率和对应的预测值，Pnj为第i座新能源电站装机容量，m为历史预测数据点的点数。
可选地，步骤1)中计算各新能源电站i的出力不确定度γi时，新能源电站i在时刻j的P'ij为以15min作为周期进行划分。
可选地，步骤1)中计算各新能源电站i的出力不确定度γi时，所述历史预测数据点包含前7天的历史预测数据，且1小时取4个预测数据点，使得历史预测数据点的点数m为取值672。
此外，本发明还提供一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制系统，包括：
不确定度计算程序单元，用于根据出力不确定度γi和本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率总值ΔPACE，按下式计算分配给各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi；
min f＝∑(γi×ΔPACEi)
上式中，γi为新能源电站i的出力不确定度，Pi为新能源电站i当前时刻的功率，Pi min,Pi max分别为新能源电站i当前时刻可发最小功率和最大功率；
指令下发程序单元，用于将各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi下发各新能源电站i执行。
此外，本发明还提供一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行所述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的步骤，或者该存储器中存储有被编程或配置以执行所述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明方法包括通过历史预测准确度计算区域内各新能源电站出力不确定度；获得本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率值；再按出力不确定度，确定各新能源电站AGC指令值；将新能源电站AGC指令值下发各自电站执行。本发明用历史预测准确度衡量新能源电站出力不确定度，按新能源电站各出力不确定度，分配ACE功率，削弱新能源发电不确定性对电网的影响。
附图说明
图1为本实施例方法的基本流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法包括每一轮进行自动发电控制的步骤：
1)根据历史功率数据和功率预测数据计算各新能源电站i的出力不确定度γi；
2)根据出力不确定度γi和本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率总值ΔPACE，按下式计算分配给各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi；
min f＝∑(γi×ΔPACEi)
上式中，γi为新能源电站i的出力不确定度，Pi为新能源电站i当前时刻的功率，Pi min,Pi max分别为新能源电站i当前时刻可发最小功率和最大功率；
3)将各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi下发各新能源电站i执行。
本实施例中，步骤1)中计算各新能源电站i的出力不确定度γi的函数表达式为：
上式中，Pij,P'ij分别为新能源电站i在时刻j的实际可发最大功率和对应的预测值，Pnj为第i座新能源电站装机容量，m为历史预测数据点的点数。
本实施例中，步骤1)中计算各新能源电站i的出力不确定度γi时，新能源电站i在时刻j的P'ij为以15min作为周期进行划分。
本实施例中，步骤1)中计算各新能源电站i的出力不确定度γi时，所述历史预测数据点包含前7天的历史预测数据，且1小时取4个预测数据点，使得历史预测数据点的点数m为取值672。
本实施例中，本区域内共有新能源电站4座，其中1#、2#为风电站，3#、4#为光伏电站。通过历史预测准确度计算区域内各新能源电站出力不确定度：γ1＝3％，γ2＝5％，γ3＝5％，γ4＝10％。获得本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率值ΔPACE＝10MW。按出力不确定度，计算分配给各新能源电站AGC指令值：ΔPACE1＝8MW，ΔPACE2＝1MW，ΔPACE3＝1MW，ΔPACE4＝0MW。本实施例考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法通过上述步骤，用历史预测准确度衡量新能源电站出力不确定度，按新能源电站各出力不确定度，分配ACE功率，削弱新能源发电不确定性对电网的影响。
此外，本实施例还提供一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制系统，包括：
不确定度计算程序单元，用于根据历史功率数据和功率预测数据计算各新能源电站i的出力不确定度γi；
指令求解程序单元，用于根据出力不确定度γi和本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率总值ΔPACE，按下式计算分配给各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi；
min f＝∑(γi×ΔPACEi)
上式中，γi为新能源电站i的出力不确定度，Pi为新能源电站i当前时刻的功率，Pi min,Pi max分别为新能源电站i当前时刻可发最小功率和最大功率；
指令下发程序单元，用于将各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi下发各新能源电站i执行。
此外，本实施例还提供一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的步骤，或者该存储器中存储有被编程或配置以执行前述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的计算机程序。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的计算机程序。
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读存储介质(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/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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法，其特征在于，包括每一轮进行自动发电控制的步骤：
1)根据历史功率数据和功率预测数据计算各新能源电站的出力不确定度γi；
2)根据出力不确定度γi和本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率总值ΔPACE，按下式计算分配给各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi；
min f＝∑(γi×ΔPACEi)
上式中，γi为新能源电站i的出力不确定度，Pi为新能源电站i当前时刻的功率，Pi min,Pi max分别为新能源电站i当前时刻可发最小功率和最大功率；
3)将各新能源电站的AGC指令值ΔPACEi下发各新能源电站i执行。
2.根据权利要求1所述的考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法，其特征在于，步骤1)中计算各新能源电站的出力不确定度γi的函数表达式为：
上式中，Pij,P'ij分别为新能源电站i在时刻j的实际可发最大功率和对应的预测值，Pnj为第i座新能源电站装机容量，m为历史预测数据点的点数。
3.根据权利要求1所述的考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法，其特征在于，步骤1)中计算各新能源电站的出力不确定度γi时，新能源电站i在时刻j的P'ij为以15min作为周期进行划分。
4.根据权利要求1所述的考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法，其特征在于，步骤1)中计算各新能源电站的出力不确定度γi时，所述历史预测数据点包含前7天的历史预测数据，且1小时取4个预测数据点，使得历史预测数据点的点数m为取值672。
5.一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制系统，其特征在于，包括：
不确定度计算程序单元，用于根据历史功率数据和功率预测数据计算各新能源电站i的出力不确定度γi；
指令求解程序单元，用于根据出力不确定度γi和本轮区域内需新能源电站调节的ACE功率总值ΔPACE，按下式计算分配给各新能源电站i的AGC指令值ΔPACEi；
min f＝∑(γi×ΔPACEi)
上式中，γi为新能源电站i的出力不确定度，Pi为新能源电站i当前时刻的功率，Pi min,Pi max分别为新能源电站i当前时刻可发最小功率和最大功率；
指令下发程序单元，用于将各新能源电站的AGC指令值ΔPACEi下发各新能源电站执行。
6.一种考虑出力不确定度的新能源自动发电控制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，该微处理器被编程或配置以执行权利要求1～4中任意一项所述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的步骤，或者该存储器中存储有被编程或配置以执行权利要求1～4中任意一项所述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的计算机程序。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～4中任意一项所述考虑出力不确定度的新能源自动发电控制方法的计算机程序。
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