CN114530896A - 计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法和装置，方法包括：根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。本发明尽可能的消除了个别机组调节性能的缺陷对新能源场站功率调控的影响，在无需人工干预的情况下提高新能源场站功率控制精度、速率及响应水平，实现了新能源场站功率的稳定精准控制。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电控制领域，具体涉及计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法和装置。
背景技术
新能源场站主要利用一次调频、自动发电控制(AGC)和自动电压控制(AVC)等技术进行功率调控。其中，一次调频和AGC通过调节新能源场站中所有可调设备的有功出力实现电力系统频率调节；AVC通过调节新能源场站中所有可调设备的无功出力实现电力系统的电压调节。可想而知，不管是一次调频、AGC还是AVC，合理分配新能源场站的功率调节量以调整新能源场站中可调设备的功率输出是至关重要的。
目前，利用平均策略、容量策略和裕度策略等分配策略来进行新能源场站的功率调节量的分配已被广泛采纳，新能源场站调节性能严重依赖分配策略。但是，现有分配策略未考虑到可调设备本身的调节性能，导致一些调节性能差的机组无法完成既定任务，进而使得新能源场站功率调节精度低以及功率调节效率慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法和装置，以解决现有技术中未将可调设备本身的调节性能作为新能源场站功率调控质量的影响因素的问题，尽可能消除个别可调设备本身的调节性能缺陷给新能源场站功率调控带来的负面影响，以保证新能源场站的调控精度和调控效率。
第一个方面，本发明实施例提供一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，包括：
根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；
基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；
利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。
根据本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，所述调节性能权重矩阵，由各个调节性能对应的权重组成；所述调节性能，包括：调节精度、调节速率和理论功率置信度；
所述根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分，包括：
确定上一次功率调控时新能源场站内各个机组的调节性能分数；其中，所述调节性能分数，包括：调节精度分数、调节速率分数和理论功率置信度分数；
对所述调节性能分数进行加权求和，得到新能源场站内各个机组的调节性能综合得分。
根据本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，所述调节性能权重矩阵的确定方法，包括：
对新能源场站进行L次功率调控试验，得到L次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数；
对L次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数取平均，得到L次功率调控对应的新能源场站的调节性能分数，进而生成新能源场站的调节性能分数矩阵；
利用所述调节性能分数矩阵，并采用熵权法确定所述调节性能权重矩阵；
其中，所述调节性能分数矩阵的行数为L，列数为调节性能的个数；所述L为预设试验次数。
根据本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，所述调节精度分数，具体通过以下公式计算：
其中，KP表示调节精度分数，P(t)表示机组在t时刻的实发功率，Ps表示本次功率调控机组的功率调节设定值，PNC表示机组的额定稳态偏差，T2为机组实发功率首次进入本次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区的时刻，T3为本次功率调控结束时刻，ΔP为T2至T3时刻机组实发功率与本次功率调控机组的功率调节设定值偏差的绝对值的积分与T2至T3时刻时长的比值；
所述调节速率分数，具体通过以下公式计算：
其中，KV表示调节速率分数，VN表示调节速率基准值，V表示本次调控的机组调节速率，P(T2)表示T2时刻机组实发功率，P(T1)表示T1时刻机组实发功率，T1表示机组实发功率出本次功率调控初始时刻机组实发功率所处的调节死区的时刻；
所述理论功率置信度分数，具体通过以下公式计算：
其中，Kt表示理论功率置信度分数，P(T3)表示T3时刻机组实发功率，CN表示机组额定装机容量，Gf表示机组初始理论功率置信度。
根据本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，所述调节性能权重矩阵，具体通过以下公式计算：
其中，kij表示第i次功率调控时新能源场站的第j个调节性能分数，pij表示对kij归一化后的结果，Ej表示第j个调节性能分数的信息熵，Wj表示第j个调节性能对应的权重，M表示调节性能的个数。
根据本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，所述基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级，包括：
按照调节性能综合得分，对新能源场站内各个机组进行降序排序；
由前往后从序列中选取U个机组，找到U个机组中差评计数器的计数值不小于1的机组，并将找到的机组的差评计数器的计数值减1；
由后往前从序列中选取S个机组，并将选取出的机组的差评计数器的计数值加1；
令新能源场站内差评计数器的计数值大于第一预设计数值的机组的调控优先级置为低，其余机组的调控优先级置为高；
其中，U为第一预设百分比与新能源场站机组总个数的乘积，S为第二预设百分比与新能源场站机组总个数的乘积。
根据本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，将调控优先级为高的机组归入第一集合，将调控优先级为低的机组归入第二集合；所述利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控，包括：
确定第一集合中机组的功率调节裕度的总和；其中，在新能源场站的功率调节量为正值的情况下，所述功率调节裕度为理论功率与实发功率之间的差值；在新能源场站的功率调节量为负值的情况下，所述功率调节裕度为实发功率与功率最低限值之间的差值；
在新能源场站的功率调节量的绝对值大于所述功率调节裕度的总和的情况下，计算新能源场站的功率调节差额以及第二集合中各个机组的权重；令第一集合中各个机组的功率调节量为自身的功率调节裕度，并令第二集合中各个机组的功率调节量为自身的权重与所述功率调节差额的乘积；其中，所述新能源场站的功率调节差额为所述新能源场站的功率调节量的绝对值与所述功率调节裕度的总和之间的差值；所述第二集合中各个机组的权重为第二集合中各个机组的功率调节裕度与第二集合中机组的功率调节裕度的总和之间的比值；
在其它情况下，计算第一集合中各个机组的权重；令第一集合中各个机组的功率调节量为自身的权重与所述新能源场站的功率调节量的绝对值的乘积；并令第二集合中各个机组的功率调节量为0；其中，所述第一集合中各个机组的权重为第一集合中各个机组的功率调节裕度与第一集合中机组的功率调节裕度的总和之间的比值；
基于所述新能源场站的功率调节量的正负情况，按照新能源场站内各个机组的功率调节量，调控新能源场站内各个机组的实发功率。
第二方面，本发明实施例埃提供一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控装置，包括：
调节性能综合得分确定单元，用于根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；
调控优先级确定单元，用于基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；
功率调控单元，用于利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法的步骤。
本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法和装置，利用新能源场站的调节性能权重矩阵计算新能源场站内各个机组的调节性能综合得分，以衡量机组的调节性能；依据机组的调节性能设定机组的调控优先级，并将机组调控优先级作为一个重要的考量因素进行功率调控；保证了调节性能好的机组优先参与调控，尽可能消除个别机组调节性能的缺陷给新能源场站整体的功率调控所带来的影响，在无需人工干预的情况下提高新能源场站有功、无功控制精度、速率及响应水平，实现了稳定精准控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法的流程示意图；
图2是本发明提供的新能源场站功率调控响应曲线图；
图3是本发明提供的计及机组调节性能的新能源场站功率调控装置的结构示意图；
图4是本发明提供的实现计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图4描述本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法和装置。
第一方面，如图1所示，本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，包括：
S11、根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；
可以理解的是，新能源场站功率调控为新能源场站有功出力调控或新能源场站无功出力调控；新能源场站有功出力调控通常采用一次调频和AGC技术；新能源场站无功出力调控通常采用AVC技术；其中，一次调频为自主调节，通过实时监测并网点频率，并在监测到并网点频率越限时相应调节新能源场站中机组(可调设备)的有功出力以响应频率的变化，实现电力系统频率调节；AGC根据接收的有功调度指令，对新能源场站中机组的有功出力进行精准调节；AVC利用接收到的无功/电压调度指令，对新能源场站中机组的无功出力进行精准调节。
目前，不管是一次调频、AGC还是AVC，都采用诸如平均策略、容量策略和裕度策略之类的分配策略来分配新能源场站的功率调节量；具体地，平均策略根据机组台数对功率调节量进行平均；容量策略以机组额定容量为依据计算机组权重，并利用加权平均的方式分配功率调节量；裕度策略以机组可调裕度为依据计算机组权重，并利用加权平均的方式分配功率调节量；这导致新能源场站调节性能严重依赖分配策略，未考虑到机组本身的调节性能对新能源场站功率调控的影响。
因此，本发明为计及机组本身的调节性能，对新能源场站内各个机组的调节性能打分，得到相应的调节性能综合得分，并利用调节性能综合得分分值的高低衡量机组调节性能的好坏。
S12、基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；
本发明利用机组调节性能对机组调控优先级进行动态排序，以便优先调控优先级高(调节性能高)的机组；同时保证在优先级高的机组不能满足调控需求的情况下，仍然可以调控优先级低的机组。
S13、利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。
本发明通过考虑新能源场站内各个机组的调控优先级的方式，考虑新能源场站内各个机组的调节性能，尽可能消除个别机组调节性能缺陷给新能源场站整体的功率调控所带来的影响。
本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，利用新能源场站的调节性能权重矩阵计算新能源场站内各个机组的调节性能综合得分以衡量机组的调节性能；依据机组的调节性能设定机组的调控优先级，并将机组调控优先级作为一个重要的考量因素进行功率调控；保证了调节性能好的机组优先参与调控，尽可能消除个别机组调节性能缺陷给新能源场站整体的功率调控所带来的影响，在无需人工干预的情况下提高新能源场站有功、无功控制精度、速率及响应水平，实现了稳定精准控制。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述调节性能权重矩阵，由各个调节性能对应的权重组成；所述调节性能，包括：调节精度、调节速率和理论功率置信度；
可以理解的是，对于有功调控，调节性能权重矩阵为W有功＝{W有功调节精度；W有功调节速率；W有功理论功率置信度}；对于无功调控，调节性能权重矩阵为W无功＝{W无功调节精度；W无功调节速率；W无功理论功率置信度}；
所述根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分，包括：
确定上一次功率调控时新能源场站内各个机组的调节性能分数；其中，所述调节性能分数，包括：调节精度分数、调节速率分数和理论功率置信度分数；
可想而知，以有功调控为例，在系统运行过程中，每一次有功调控结束时，统计一次所有机组的有功调节精度分数、有功调节速率分数和有功理论功率置信度分数，并将统计结果用于下一次有功调控。无功调控同理。
对所述调节性能分数进行加权求和，得到新能源场站内各个机组的调节性能综合得分。
以有功调控为例，调节性能综合得分＝有功调节精度分数*有功调节精度权重+有功调节速率分数*有功调节速率权重+有功理论功率置信度得分*有功理论功率置信度权重；无功调控同理。
本发明对新能源场站内各机组的调节性能进行动态评估(即在每一次功率调控时，都会评估一次新能源场站内各机组的调节性能)，为后续新能源场站内各机组的调控优先级的准确设定奠定基础。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述调节性能权重矩阵的确定方法，包括：
对新能源场站进行L次功率调控试验，得到L次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数；
需要说明的是，L为预设试验次数，需根据实际工况选定。例如，对新能源场站进行10次功率调控试验，分别得到这10次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数。另外，试验时所有机组不分优先级。
对L次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数取平均，得到L次功率调控对应的新能源场站的调节性能分数，进而生成新能源场站的调节性能分数矩阵；
例如：10次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节精度分数取平均，得到10次功率调控对应的新能源场站的调节精度分数；即为对于每一次功率调控，对各个机组的调节精度分数取平均，并将平均值作为该次功率调控新能源场站的调节精度分数；调节速率和理论功率置信度同理。
利用所述调节性能分数矩阵，并采用熵权法确定所述调节性能权重矩阵；
通过熵权法确定设备调节精度、调节速率、理论功率置信度对新能源场站调节性能的影响，并用调节性能权重矩阵来表示。
其中，所述调节性能分数矩阵的行数为L，列数为调节性能的个数；所述L为预设试验次数。
本发明对于每一个新能源场站，计算其对应的调节性能权重矩阵，消除了新能源场站条件不一致但仍采用同一组权重对功率调控所带来的影响。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述调节精度分数，具体通过以下公式计算：
其中，KP表示调节精度分数，P(t)表示机组在t时刻的实发功率，Ps表示本次功率调控机组的功率调节设定值，PNC表示机组的额定稳态偏差，T2为机组实发功率首次进入本次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区的时刻，T3为本次功率调控结束时刻，ΔP为T2至T3时刻机组实发功率与本次功率调控机组的功率调节设定值偏差的绝对值的积分与T2至T3时刻时长的比值；
所述调节速率分数，具体通过以下公式计算：
其中，KV表示调节速率分数，VN表示调节速率基准值，V表示本次调控的机组调节速率，P(T2)表示T2时刻机组实发功率，P(T1)表示T1时刻机组实发功率，T1表示机组实发功率出本次功率调控初始时刻机组实发功率所处的调节死区的时刻；
所述理论功率置信度分数，具体通过以下公式计算：
其中，Kt表示理论功率置信度分数，P(T3)表示T3时刻机组实发功率，CM表示机组额定装机容量，Gf表示机组初始理论功率置信度。
图2示例了新能源场站功率调控响应曲线图，如图2所示，T0表示本次功率调控初始时刻，T1表示机组实发功率出T0时刻机组实发功率所处的调节死区的时刻；T2为机组实发功率首次进入本次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区的时刻，T3为本次功率调控结束时刻，同样也是下一次功率调控初始时刻；T4表示机组实发功率出T3时刻机组实发功率所处的调节死区的时刻；T5为机组实发功率首次进入下一次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区的时刻，P1表示T0时刻机组实发功率，P2表示本次功率调控机组的功率调节设定值，P3表示下一次功率调控机组的功率调节设定值，Pmax表示机组的理论功率，Pmin表示机组功率最低限值，即保持机组正常运行的功率值。
对于调节精度分数，机组的额定稳态偏差通常取1％PN，PN为机组额定功率容量。另外，因为T2时刻为机组实发功率首次进入本次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区的时刻，必然应该是基于T2时刻～T3时刻机组实发功率与本次功率调控机组的功率调节设定值的偏差情况去衡量机组的调节精度，围绕本次功率调控机组的功率调节设定值的震荡越小，说明调节精度越高。还需说明的一点是，对于一个机组，调节死区是恒定的，即假设调节死区为[-0.01，0.02]，那么T0时刻机组实发功率所处的调节死区为[-0.01+P1，0.02+P2]，本次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区为[-0.01+P2，0.02+P2]。
对于调节速率分数，调节速率基准值通常取1.5％PN。另外，T1表示机组实发功率出本次功率调控初始时刻机组实发功率所处的调节死区的时刻，T2时刻为机组实发功率首次进入本次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区的时刻，因此T1时刻～T2时刻为机组功率调节核心阶段，是衡量调节速率的最佳阶段。
对于理论功率置信度分数，机组初始理论功率置信度通常取值为0.8。另外，因为理论功率是根据气象统计法或样板机法统计出来的新能源机组理论功率，受气象影响机组出力不会高出该理论功率，所以只有需要上调功率时才需参考理论功率，下调时不受气象影响，因此，下调功率时，设定机组理论功率置信度分数为机组初始理论功率置信度。
本发明给出调节精度分数、调节速率分数和理论功率置信度分数的具体计算方式，为衡量机组调节性能提供了可行方式，保证了机组调节性能的衡量准确性。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述调节性能权重矩阵，具体通过以下公式计算：
其中，kij表示第i次功率调控时新能源场站的第j个调节性能分数，pij表示对kij归一化后的结果，Ej表示第j个调节性能分数的信息熵，Wj表示第j个调节性能对应的权重，M表示调节性能的个数。
本发明j为调节性能索引号，例如：j＝1，代表调节精度；j＝2，代表调节速率；j＝3，代表理论功率置信度。本发明利用熵权法求的机组调节速率、调节精度和理论功率置信度对新能源场站功率调控的影响，为新能源场站中机组的调节性能的计算奠定基础。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级，包括：
按照调节性能综合得分，对新能源场站内各个机组进行降序排序；
由前往后从序列中选取U个机组，找到U个机组中差评计数器的计数值不小于1的机组，并将找到的机组的差评计数器的计数值减1；
由后往前从序列中选取S个机组，并将选取出的机组的差评计数器的计数值加1；
令新能源场站内差评计数器的计数值大于第一预设计数值的机组的调控优先级置为低，其余机组的调控优先级置为高；
其中，U为第一预设百分比与新能源场站机组总个数的乘积，S为第二预设百分比与新能源场站机组总个数的乘积。
在本发明中，假设第一预设百分比选择50％，第二预设百分比选择10％，第一预设计数值设置为10；那么根据新能源场站内各个机组的调节性能综合得分对新能源场站内各个机组进行降序排序；并令排名处于后10％的机组的差评计数器的计数值加1；对于排名处于前50％且差评计数器的计数值不小于1的机组的差评计数器的计数值减1(这样设定的因为差评计数器不能为负值)；统计所有机组的差评计数器，计数值大于10的机组的调控优先级置为低，同时工作站界面提醒值班员关注；其余机组的调控优先级置为高。可以理解，新能源场站内各个机组的调控优先级实则是根据各个机组长期的调节性能的综合表现制定的，而且是处于动态变化的；这样设定更能精准的衡量新能源场站内各个机组的调节性能。
本发明将部分调节性能差(速率慢、精度低或理论功率不准确)的机组的调控优先级置为低，使其尽量不参与后续调控时，以此消减调节性能差的机组对新能源场站功率调控所带来的不利影响，提高新能源场站有功、无功控制精度、速率及响应水平。本发明优先级会全自动设置，无需手动干预，在不优化硬件及通信环节的基础上提高了新能源场站功率调控效果。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，将调控优先级为高的机组归入第一集合，将调控优先级为低的机组归入第二集合；所述利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控，包括：
确定第一集合中机组的功率调节裕度的总和；其中，在新能源场站的功率调节量为正值的情况下，所述功率调节裕度为理论功率与实发功率之间的差值；在新能源场站的功率调节量为负值的情况下，所述功率调节裕度为实发功率与功率最低限值之间的差值；
在新能源场站的功率调节量的绝对值大于所述功率调节裕度的总和的情况下，计算新能源场站的功率调节差额以及第二集合中各个机组的权重；令第一集合中各个机组的功率调节量为自身的功率调节裕度，并令第二集合中各个机组的功率调节量为自身的权重与所述功率调节差额的乘积；其中，所述新能源场站的功率调节差额为所述新能源场站的功率调节量的绝对值与所述功率调节裕度的总和之间的差值；所述第二集合中各个机组的权重为第二集合中各个机组的功率调节裕度与第二集合中机组的功率调节裕度的总和之间的比值；
在其它情况下，计算第一集合中各个机组的权重；令第一集合中各个机组的功率调节量为自身的权重与所述新能源场站的功率调节量的绝对值的乘积；并令第二集合中各个机组的功率调节量为0；其中，所述第一集合中各个机组的权重为第一集合中各个机组的功率调节裕度与第一集合中机组的功率调节裕度的总和之间的比值；
基于所述新能源场站的功率调节量的正负情况，按照新能源场站内各个机组的功率调节量，调控新能源场站内各个机组的实发功率。
以有功调控为例(无功同理)，第一步：确定新能源场站的功率调节量Δp；(也可以称为新能源场站的功率需调量，由上级调度给出)；
第二步：统计优先级为高的所有机组的有功上调裕度Mup_pα和有功下调裕度Mdown_pα；其中，α为机组索引；Mup_pα为第α个机组的理论有功与实发有功的差值，Mdown_pα为第α个机组的实发有功与有功最低限值的差值，有功最低限值为防止机组脱网预先设置的机组最低可调门槛值，一般取机组额定装机有功的10％；
第三步：求所有优先级为高的机组的有功上调裕度总和Mup1和有功下调裕度总和Mdown1；
第四步：若Δp<0则转至第5步；若Δp>0且Δp>Mup1则所有优先级为高的机组按照各自的有功上调裕度分配Δp；再将Δp-Mup1的剩余调节量根据优先级为低的机组的权重加权平均分配至所有调节优先级为低的机组；若Δp>0且Δp≤Mup1则将Δp根据优先级为高的机组的权重加权平均分配至所有调节优先级为高的机组；优先级为低的机组的权重是根据优先级为低的机组的有功上调裕度占优先级为低的所有机组的有功上调裕度总和的比重制定的；优先级为高的机组的权重是根据优先级为高的机组的有功上调裕度占优先级为高的所有机组的有功上调裕度总和的比重制定的；
第五步：若|Δp|>Mdown1则所有优先级为高的机组按照各自的有功下调裕度分配|Δp|；再将|Δp|-Mdown1的剩余调节量以根据优先级为低的机组的权重加权平均分配至所有调节优先级为低的机组；若|Δp|<Mdown1则将|Δp|根据优先级为高的机组的权重加权平均分配至所有调节优先级为高的机组；优先级为低的机组的权重是根据优先级为低的机组的有功下调裕度占优先级为低的所有机组的有功下调裕度总和的比重制定的；优先级为高的机组的权重是根据优先级为高的机组的有功下调裕度占优先级为高的所有机组的有功下调裕度总和的比重制定的；
第六步：若Δp>0，则将各机组的有功功率调节为实发功率与分配的有功调节量的和；若Δp≤0，则将各机组的有功功率调节为实发功率与分配的有功调节量的差。
本发明考虑机组的调节性能，并结合裕度分配策略，减小了个别设备调节性能缺陷对全场功率调节性能的影响，无需人工干预的情况下提高全场有功、无功控制精度、速率及响应水平，实现功率的稳定精准控制。
下面提供一个实例来更好地解释本发明。
假设某光伏电站有10台逆变器，每台额定装机为5MW；试验得到新能源场站的调节性能权重矩阵W有功＝{W有功调节精度；W有功调节速率；W有功理论功率置信度}为{0.5；0.2；0.3}；
当前各逆变器实发有功分别为{3.5MW；3.7MW；3.4MW；2.7MW；2.4MW；3.9MW；3.5MW；3.7MW；3.4MW；2.7MW}；理论功率分别为{4.2MW；4.3MW；4.4MW；4.3MW；4.3MW；4.5MW；4.3MW；4.3MW；4.2MW；4.1MW}；本轮有功目标值为37MW；上一轮调节时10台逆变器的优先级分别为{高；高；高；高；低；高；低；低；高；高}；上一轮调节时10台逆变器的差评计数器分别为{3；3；2；5；11；8；12；10；9；4}；上轮调节完毕计算的10台逆变器的有功调节精度分数，有功调节速率分数，理论功率置信度分数如表1所示：
表1
| 逆变器编号 | 调节精度分数 | 调节速率分数 | 理论功率置信度分数 |
| 1 | 0.9 | 0.8 | 0.8 |
| 2 | 0.85 | 0.76 | 0.43 |
| 3 | 0.79 | 0.81 | 0.65 |
| 4 | 0.78 | 0.82 | 0.7 |
| 5 | 0.65 | 0.84 | 0.7 |
| 6 | 0.9 | 0.76 | 0.5 |
| 7 | 0.7 | 0.8 | 0.8 |
| 8 | 0.8 | 0.5 | 0.7 |
| 9 | 0.75 | 0.5 | 0.75 |
| 10 | 0.8 | 0.65 | 0.8 |
根据新能源场站的调节性能权重矩阵计算出各逆变器调节性能综合得分及排名，如表2所示：
表2
| 逆变器编号 | 调节性能综合得分 | 排名 |
| 1 | 0.85 | 1 |
| 2 | 0.706 | 8 |
| 3 | 0.752 | 4 |
| 4 | 0.764 | 3 |
| 5 | 0.703 | 9 |
| 6 | 0.752 | 5 |
| 7 | 0.75 | 6 |
| 8 | 0.71 | 7 |
| 9 | 0.7 | 10 |
| 10 | 0.77 | 2 |
可见，逆变器9排名最后，其差评计数器需加1，此时逆变器9的调节优先级降为低；逆变器1，3，4，6，10排名前50％，差评计数器需均减1，优先级不变；调整后的优先级为{高；高；高；高；低；高；低；低；低；高}；
计算各逆变器上调裕度分别为{0.7；0.6；1.0；1.6；2.1；0.4；0.8；0.8；1.4}；优先级为高的逆变器上调总裕度为5.7MW；当前总有功为32.9MW，目标值为.7MW则需上调4.1MW(小于5.7MW)，所以调节优先级高的逆变器即可；
依据各逆变器下调裕度计算各逆变器的权重，将4.1MW加权平均分配至逆变器1，2，3，4，6，10，则各逆变器需调量和最终调节指令如表3所示：
表3
第二方面，对本发明提供的计及机组调节性能的新能源场站功率调控装置进行描述，下文描述的计及机组调节性能的新能源场站功率调控装置与上文描述的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法可相互对应参照。图3示例了一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控装置的结构示意图，如图3所示，该装置包括：调节性能综合得分确定单元21、调控优先级确定单元22和功率调控单元23；
其中，调节性能综合得分确定单元21，用于根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；
调控优先级确定单元22，用于基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；
功率调控单元23，用于利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。
本发明提供的一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控装置，利用新能源场站的调节性能权重矩阵计算新能源场站内各个机组的调节性能综合得分，以衡量机组的调节性能；依据机组的调节性能设定机组的调控优先级，并将机组调控优先级作为一个重要的考量因素进行功率调控；保证了调节性能好的机组优先参与调控，尽可能消除个别机组调节性能缺陷给新能源场站整体的功率调控所带来的影响，在无需人工干预的情况下提高新能源场站有功、无功控制精度、速率及响应水平，实现了稳定精准控制。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述调节性能权重矩阵，由各个调节性能对应的权重组成；所述调节性能，包括：调节精度、调节速率和理论功率置信度；
所述调节性能综合得分确定单元21，包括：
第一确定单元，用于确定上一次功率调控时新能源场站内各个机组的调节性能分数；其中，所述调节性能分数，包括：调节精度分数、调节速率分数和理论功率置信度分数；
加权求和单元，用于对所述调节性能分数进行加权求和，得到新能源场站内各个机组的调节性能综合得分。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述系统还包括：调节性能权重矩阵确定模块20；所述调节性能权重矩阵确定模块20，包括：
试验单元，用于对新能源场站进行L次功率调控试验，得到L次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数；
调节性能分数矩阵生成单元，用于对L次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数取平均，得到L次功率调控对应的新能源场站的调节性能分数，进而生成新能源场站的调节性能分数矩阵；
调节性能权重矩阵确定单元，用于利用所述调节性能分数矩阵，并采用熵权法确定所述调节性能权重矩阵；
其中，所述调节性能分数矩阵的行数为L，列数为调节性能的个数；所述L为预设试验次数。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述调节精度分数，具体通过以下公式计算：
其中，KP表示调节精度分数，P(t)表示机组在t时刻的实发功率，Ps表示本次功率调控机组的功率调节设定值，PNC表示机组的额定稳态偏差，T2为机组实发功率首次进入本次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区的时刻，T3为本次功率调控结束时刻，ΔP为T2至T3时刻机组实发功率与本次功率调控机组的功率调节设定值偏差的绝对值的积分与T2至T3时刻时长的比值；
所述调节速率分数，具体通过以下公式计算：
其中，KV表示调节速率分数，VN表示调节速率基准值，V表示本次调控的机组调节速率，P(T2)表示T2时刻机组实发功率，P(T1)表示T1时刻机组实发功率，T1表示机组实发功率出本次功率调控初始时刻机组实发功率所处的调节死区的时刻；
所述理论功率置信度分数，具体通过以下公式计算：
其中，Kt表示理论功率置信度分数，P(T3)表示T3时刻机组实发功率，CN表示机组额定装机容量，Gf表示机组初始理论功率置信度。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述调节性能权重矩阵，具体通过以下公式计算：
其中，kij表示第i次功率调控时新能源场站的第j个调节性能分数，pij表示对kij归一化后的结果，Ej表示第j个调节性能分数的信息熵，Wj表示第j个调节性能对应的权重，M表示调节性能的个数。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述调控优先级确定单元22，包括：
排序单元，用于按照调节性能综合得分，对新能源场站内各个机组进行降序排序；
第一计数单元，用于由前往后从序列中选取U个机组，找到U个机组中差评计数器的计数值不小于1的机组，并将找到的机组的差评计数器的计数值减1；
第二计数单元，用于由后往前从序列中选取S个机组，并将选取出的机组的差评计数器的计数值加1；
优先级设置单元，用于令新能源场站内差评计数器的计数值大于第一预设计数值的机组的调控优先级置为低，其余机组的调控优先级置为高；
其中，U为第一预设百分比与新能源场站机组总个数的乘积，S为第二预设百分比与新能源场站机组总个数的乘积。
在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，将调控优先级为高的机组归入第一集合，将调控优先级为低的机组归入第二集合；所述功率调控单元23，包括：
第二确定单元，用于确定第一集合中机组的功率调节裕度的总和；其中，在新能源场站的功率调节量为正值的情况下，所述功率调节裕度为理论功率与实发功率之间的差值；在新能源场站的功率调节量为负值的情况下，所述功率调节裕度为实发功率与功率最低限值之间的差值；
第一设定单元，用于在新能源场站的功率调节量的绝对值大于所述功率调节裕度的总和的情况下，计算新能源场站的功率调节差额以及第二集合中各个机组的权重；令第一集合中各个机组的功率调节量为自身的功率调节裕度，并令第二集合中各个机组的功率调节量为自身的权重与所述功率调节差额的乘积；其中，所述新能源场站的功率调节差额为所述新能源场站的功率调节量的绝对值与所述功率调节裕度的总和之间的差值；所述第二集合中各个机组的权重为第二集合中各个机组的功率调节裕度与第二集合中机组的功率调节裕度的总和之间的比值；
第二设定单元，用于在其它情况下，计算第一集合中各个机组的权重；令第一集合中各个机组的功率调节量为自身的权重与所述新能源场站的功率调节量的绝对值的乘积；并令第二集合中各个机组的功率调节量为0；其中，所述第一集合中各个机组的权重为第一集合中各个机组的功率调节裕度与第一集合中机组的功率调节裕度的总和之间的比值；
调控单元，用于基于所述新能源场站的功率调节量的正负情况，按照新能源场站内各个机组的功率调节量，调控新能源场站内各个机组的实发功率。
第三方面，图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，该方法包括：根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，该方法包括：根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，其特征在于，所述方法包括：
根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；
基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；
利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。
2.根据权利要求1所述的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，其特征在于，所述调节性能权重矩阵，由各个调节性能对应的权重组成；所述调节性能，包括：调节精度、调节速率和理论功率置信度；
所述根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分，包括：
确定上一次功率调控时新能源场站内各个机组的调节性能分数；其中，所述调节性能分数，包括：调节精度分数、调节速率分数和理论功率置信度分数；
对所述调节性能分数进行加权求和，得到新能源场站内各个机组的调节性能综合得分。
3.根据权利要求2所述的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，其特征在于，所述调节性能权重矩阵的确定方法，包括：
对新能源场站进行L次功率调控试验，得到L次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数；
对L次功率调控对应的新能源场站内各个机组的调节性能分数取平均，得到L次功率调控对应的新能源场站的调节性能分数，进而生成新能源场站的调节性能分数矩阵；
利用所述调节性能分数矩阵，并采用熵权法确定所述调节性能权重矩阵；
其中，所述调节性能分数矩阵的行数为L，列数为调节性能的个数；所述L为预设试验次数。
4.根据权利要求2或3所述的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，其特征在于，所述调节精度分数，具体通过以下公式计算：
其中，KP表示调节精度分数，P(t)表示机组在t时刻的实发功率，Ps表示本次功率调控机组的功率调节设定值，PNC表示机组的额定稳态偏差，T2为机组实发功率首次进入本次功率调控机组的功率调节设定值所处的调节死区的时刻，T3为本次功率调控结束时刻，ΔP为T2至T3时刻机组实发功率与本次功率调控机组的功率调节设定值偏差的绝对值的积分与T2至T3时刻时长的比值；
所述调节速率分数，具体通过以下公式计算：
其中，KV表示调节速率分数，VN表示调节速率基准值，V表示本次调控的机组调节速率，P(T2)表示T2时刻机组实发功率，P(T1)表示T1时刻机组实发功率，T1表示机组实发功率出本次功率调控初始时刻机组实发功率所处的调节死区的时刻；
所述理论功率置信度分数，具体通过以下公式计算：
其中，Kt表示理论功率置信度分数，P(T3)表示T3时刻机组实发功率，CN表示机组额定装机容量，Gf表示机组初始理论功率置信度。
5.根据权利要求2或3所述的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，其特征在于，所述调节性能权重矩阵，具体通过以下公式计算：
其中，kij表示第i次功率调控时新能源场站的第j个调节性能分数，pij表示对kij归一化后的结果，Ej表示第j个调节性能分数的信息熵，Wj表示第j个调节性能对应的权重，M表示调节性能的个数。
6.根据权利要求1所述的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，其特征在于，所述基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级，包括：
按照调节性能综合得分，对新能源场站内各个机组进行降序排序；
由前往后从序列中选取U个机组，找到U个机组中差评计数器的计数值不小于1的机组，并将找到的机组的差评计数器的计数值减1；
由后往前从序列中选取S个机组，并将选取出的机组的差评计数器的计数值加1；
令新能源场站内差评计数器的计数值大于第一预设计数值的机组的调控优先级置为低，其余机组的调控优先级置为高；
其中，U为第一预设百分比与新能源场站机组总个数的乘积，S为第二预设百分比与新能源场站机组总个数的乘积。
7.根据权利要求6所述的计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法，其特征在于，将调控优先级为高的机组归入第一集合，将调控优先级为低的机组归入第二集合；所述利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控，包括：
确定第一集合中机组的功率调节裕度的总和；其中，在新能源场站的功率调节量为正值的情况下，所述功率调节裕度为理论功率与实发功率之间的差值；在新能源场站的功率调节量为负值的情况下，所述功率调节裕度为实发功率与功率最低限值之间的差值；
在新能源场站的功率调节量的绝对值大于所述功率调节裕度的总和的情况下，计算新能源场站的功率调节差额以及第二集合中各个机组的权重；令第一集合中各个机组的功率调节量为自身的功率调节裕度，并令第二集合中各个机组的功率调节量为自身的权重与所述功率调节差额的乘积；其中，所述新能源场站的功率调节差额为所述新能源场站的功率调节量的绝对值与所述功率调节裕度的总和之间的差值；所述第二集合中各个机组的权重为第二集合中各个机组的功率调节裕度与第二集合中机组的功率调节裕度的总和之间的比值；
在其它情况下，计算第一集合中各个机组的权重；令第一集合中各个机组的功率调节量为自身的权重与所述新能源场站的功率调节量的绝对值的乘积；并令第二集合中各个机组的功率调节量为0；其中，所述第一集合中各个机组的权重为第一集合中各个机组的功率调节裕度与第一集合中机组的功率调节裕度的总和之间的比值；
基于所述新能源场站的功率调节量的正负情况，按照新能源场站内各个机组的功率调节量，调控新能源场站内各个机组的实发功率。
8.一种计及机组调节性能的新能源场站功率调控装置，其特征在于，所述装置包括：
调节性能综合得分确定单元，用于根据新能源场站的调节性能权重矩阵，确定新能源场站内各个机组的调节性能综合得分；
调控优先级确定单元，用于基于所述调节性能综合得分，确定新能源场站内各个机组的调控优先级；
功率调控单元，用于利用新能源场站的功率调节量，以及新能源场站内各个机组的调节裕度和调控优先级，对新能源场站内各个机组进行功率调控。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述计及机组调节性能的新能源场站功率调控方法的步骤。
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2022
- 2022-01-26 CN CN202210095794.9A patent/CN114530896A/zh active Pending
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