PDF《应用于高风电渗透率电网的风电调度实时控制方法与实现》

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a e p s - i n f o . c o m 应用于高风电渗透率电网的风电调度实时控制方法与实现 王彬1,

2 ,孙勇3 ,吴文传1,

2 ,郑太一3 ,张伯明1,

2 ( 1. 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,清华大学,北京市

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0 0

8 4;

2. 清华大学电机工程与应用电子技术系,北京市

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0 0

8 4;

3. 国网吉林省电力有限公司,吉林省长春市

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2 1 ) 摘要:为适应风电的快速波动, 提出一种快速的风电实时控制方法, 适用于高风电渗透率的电网. 该方法根据自动发电控制机组的向下转旋备用、 联络线功率调整偏差, 在线计算电网可消纳风电裕 度.然后, 结合风电考核打分和网络安全约束, 依据不同场景分别进行以消除断面越限为目标的校 正控制、 以消纳最大风电并兼顾公平调度为目标的最小弃风控制以及系统安全裕度充足下的风电 自由发控制.基于所提出的方法, 开发了相应系统并在某省级电网投运.测试系统的仿真和实际 系统的实际运行结果证明了该方法的有效性. 关键词:风力发电;

实时控制;

调度自动化;

经济调度 收稿日期:

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3 1;

修回日期:

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0 7 -

1 0. 国家高技术研究发展计划(863计划)资 助项目(2012AA

0 5

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1 8) ;

国家杰出青年科学基金资助项目(51025725);

新能 源电力系统国家重点实验室开放课题(LAPS13007).0引言 风资源的强随机性、 预测困难、 反调峰等特点使 得电网有功调度控制愈加困难[

1 ] .如何在保证电网 安全的前提下, 最大程度利用风电资源, 尽可能多地 消纳风电已经成为目前各个风电基地所在电网面临 的共同挑战之一.目前, 业界已经对风电接入后的 有功调度控制进行了大量研究[

2 - 9] .文献[

1 0 -

2 2] 分 别介绍了吉林、 甘肃、 新疆、 江苏等大型风电基地的 风电有功调度控制系统的理论研究及实 际应用情 况.文献[

2 3 ] 提出了计及风电功率预测不确定性风 险的含风电场的电力系统模糊机组组合模型, 并进 行了算例仿真.文献[

2 4 ] 提出了一种电网接纳风电 调峰能力的优化评估方法.文献[

2 5] 提出一种考虑 风电功率预测误差分布特性的有功功率调度方法, 并进行了风电场实际数据验证. 从现有研究和实际应用情况来看, 风电参与电 网调度的时间尺度最短为5m i n级.但是, 在吉林 电网的一年多测试与实际运行表明, 在有功调度控 制体系中引入更加快速的风电调度实时控制, 对保 障电网安全, 减少弃风损失可以起到显著作用.本 文在文献[

2 6 ] 提出的方法基础上进行扩展, 提出一 种新的适用于高风电渗透率电网的快速风电调度实 时控制方法, 开发了实际系统, 并在某省级电网投入 闭环应用.本文提出的方法及其开发的系统具有如 下特点.

1 ) 有别于原来只在弃风态下启动的方式, 本文 方法将持续跟踪电网的风电接入状态, 并利用全网 自动发电控制( AG C) 机组的向下旋转备用( 简称下 旋备) 裕度来消纳风电, 并在 AG C 下旋备裕度不足 或者风电送出断面越限时, 启动弃风控制以保障电 网安全.

2 ) 风电调度本质上是一个多目标规划问题.对 于高风电渗透率的电网, 由于输电或发电备用容量 不足, 会导致决策模型无可行解, 为此本文引入了分 阶段决策模型, 根据决策目标先安全、 后经济再公平 的原则, 进行分阶段求解保证系统总是可以得到合 理有效解.