“風(fēng)-水”打捆外送的agc協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種“風(fēng)?水”打捆外送的AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及控制方法。系統(tǒng)包括省調(diào)AGC主控制區(qū)域、多個(gè)地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域，以及位于各地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域內(nèi)、由相應(yīng)地調(diào)AGC調(diào)管控制的打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組；地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域用于實(shí)施風(fēng)?水電打捆控制，其控制目標(biāo)由省調(diào)AGC給定。省調(diào)AGC主控制區(qū)域用于對(duì)各地區(qū)級(jí)“風(fēng)?水”打捆虛擬模型進(jìn)行控制，虛擬控制對(duì)象模型的控制參數(shù)來源于地調(diào)AGC上送。本發(fā)明方法包括“風(fēng)?水”打捆虛擬機(jī)組參與實(shí)時(shí)ACE控制、跟蹤計(jì)劃曲線、風(fēng)功率波動(dòng)抑制和發(fā)電指標(biāo)控制等不同運(yùn)行模式時(shí)的規(guī)則。本發(fā)明通過水電為主、風(fēng)電為輔以及省?地兩級(jí)協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定與風(fēng)電資源充分利用的雙重目標(biāo)。
【專利說明】
"風(fēng)-7]C"打捆外送的AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)有功控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適用于大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后， 地區(qū)電網(wǎng)風(fēng)電-水電打捆外送的AG C協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電是目前除水電外，技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)效益最好的一種可再生能源發(fā)電方 式。大規(guī)模風(fēng)電的并網(wǎng)運(yùn)行后，風(fēng)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行 的影響逐漸顯現(xiàn)。隨著國內(nèi)多個(gè)千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地的開工建設(shè)，電網(wǎng)在保證安全穩(wěn)定運(yùn) 行及保證有功控制性能的前提下全部消納風(fēng)電的難度逐漸增大，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度和有功控 制也提出了更高的要求。
[0003] 根據(jù)國家新能源政策的要求，風(fēng)電并網(wǎng)后電網(wǎng)采取優(yōu)先調(diào)度和全額收購的方式來 接納風(fēng)電資源。大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后，風(fēng)電爬坡和下坡速率過快，"反調(diào)峰"、間歇特性大大增 加了電網(wǎng)對(duì)常規(guī)能源調(diào)節(jié)備用容量需求，提高了調(diào)節(jié)資源性能要求，降低了電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì) 性。從當(dāng)前已并網(wǎng)風(fēng)電的有功控制情況看，盡管很多風(fēng)電場具備接受遠(yuǎn)方控制的能力，但出 于風(fēng)電有功控制經(jīng)驗(yàn)缺乏及風(fēng)電資源最大化利用等原因，風(fēng)電有功控制尚處于跟蹤日前計(jì) 劃的階段，風(fēng)電場日前計(jì)劃受風(fēng)功率預(yù)測精度及全網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果影響，風(fēng)電有功控 制較為粗礦，風(fēng)電資源利用效果不佳。因此，為了充分實(shí)現(xiàn)風(fēng)電資源最大化利用，就必須摒 棄現(xiàn)有的計(jì)劃值控制模式，將風(fēng)電場引入常規(guī)AGC(Automatic Generation Control，AGC) 控制，進(jìn)行風(fēng)電與常規(guī)能源的一體化及區(qū)別控制，實(shí)現(xiàn)基于風(fēng)電接納能力的風(fēng)電與常規(guī)能 源的協(xié)調(diào)控制。
[0004] 目前電力系統(tǒng)中針對(duì)風(fēng)電接入的有功控制技術(shù)目前有如下方法：
[0005] 文獻(xiàn)一《大量風(fēng)電引入電網(wǎng)時(shí)的頻率控制特性》（電力系統(tǒng)自動(dòng)化2008年第32卷第 1期第29頁)在深入分析異步電動(dòng)機(jī)頻率特性的基礎(chǔ)上，采用所開發(fā)的電力擾動(dòng)裝置對(duì)不同 轉(zhuǎn)矩特性的異步電動(dòng)機(jī)的頻率特性進(jìn)行了測試?；诩訖?quán)綜合的思路建立了包含異步電動(dòng) 機(jī)的綜合負(fù)荷的頻率特性模型，同時(shí)分析了風(fēng)力發(fā)電的出力特性。通過對(duì)一個(gè)包含風(fēng)力發(fā) 電的電網(wǎng)進(jìn)行分析，論證了考慮負(fù)荷頻率特性以后，在同樣電網(wǎng)調(diào)頻能力的情況下，頻率波 動(dòng)的偏差會(huì)變小。
[0006] 文獻(xiàn)二《雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組頻率控制的仿真研究》（電力系統(tǒng)自動(dòng)化2007年第31卷 第7期第61頁）以雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組模型為基礎(chǔ)，根據(jù)雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組控制特點(diǎn)和控制過 程，在電力系統(tǒng)仿真軟件中增加了頻率控制環(huán)節(jié)，在系統(tǒng)頻率變化時(shí)，雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組通 過釋放或者吸收轉(zhuǎn)子中的一部分動(dòng)能，相應(yīng)增加或者減少有功出力，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組的頻 率控制。仿真結(jié)果證明了頻率控制環(huán)節(jié)的有效性和實(shí)用性，并證明了通過增加附加頻率控 制環(huán)節(jié)，風(fēng)電場能夠在一定程度上參與系統(tǒng)頻率調(diào)整。
[0007] 上述文獻(xiàn)分別從風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場模型及特性、電參與電網(wǎng)一、二次頻率控制技 術(shù)等不同層面披露了風(fēng)電接入后的有功調(diào)度技術(shù)，但并未涉及大規(guī)模風(fēng)電接入與常規(guī)能源 協(xié)調(diào)控制策略與控制方法。
[0008] 文獻(xiàn)三《一種計(jì)及電網(wǎng)安全約束的風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度方法》（電力系統(tǒng)自動(dòng)化2010年第 34卷第15期第71頁)提出了一種根據(jù)風(fēng)電功率預(yù)測、電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測和省間聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃，計(jì)及 電網(wǎng)安全穩(wěn)定等約束條件，制定風(fēng)電場出力計(jì)劃的優(yōu)化調(diào)度方法。文章提出的方法主要為 網(wǎng)省調(diào)度機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)優(yōu)化安排常規(guī)能源機(jī)組，預(yù)留風(fēng)電出力空間保證風(fēng)電場有功出力在安全 區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，為電網(wǎng)最大程度的接納風(fēng)電創(chuàng)造條件。
[0009] 文獻(xiàn)三提出的風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度方法，通過合理安排日前計(jì)劃做到系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和 風(fēng)電最大程度接入的平衡，并通過風(fēng)電場跟蹤安全區(qū)域曲線保證風(fēng)電接入后電網(wǎng)安全穩(wěn)定 運(yùn)行。從網(wǎng)省調(diào)資源協(xié)調(diào)，資源調(diào)用方式優(yōu)化以及電網(wǎng)安全角度等不同層面披露了風(fēng)電接 入后的電網(wǎng)和風(fēng)電場的有功功率控制技術(shù)，但是并未從實(shí)時(shí)控制和AGC角度分析風(fēng)電與常 規(guī)能源協(xié)調(diào)對(duì)風(fēng)電場有功功率控制技術(shù)進(jìn)行論述。
[0010] 文獻(xiàn)四《System control of large scale wind power by use of automatic generation control(AGC)》（Quality and Security of Electric Power Delivery Systems ,2003.CIGRE/PES 2003.CIGRE/IEEE PES International Symposium 8-100ct.2003,0n page(s) :15-21)提出了將風(fēng)電實(shí)際發(fā)電功率與計(jì)劃發(fā)電功率偏差引入AGC 控制，從電力市場角度分析風(fēng)電接入與系統(tǒng)控制問題。
[0011] 文獻(xiàn)四主要從電力市場角度分析風(fēng)電實(shí)際出力與計(jì)劃出力的偏差平衡問題，當(dāng)風(fēng) 電場實(shí)際出力與計(jì)劃出力有偏差時(shí)，偏差部分引入AGC控制，由AGC自動(dòng)調(diào)用其他能源滿足 功率偏差需求，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電資源的消納、功率平衡及頻率穩(wěn)定。文獻(xiàn)四討論的問題局限于風(fēng)電 場實(shí)際出力與計(jì)劃出力偏差，主要觀點(diǎn)為討論風(fēng)電場計(jì)劃完成問題，并未研究在大規(guī)模風(fēng) 電場接入后對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定產(chǎn)生影響時(shí)風(fēng)電消納問題。
[0012] 文南犬五《Research on Active Power Real-Time Dispatching of Wind Farm Integration》（Power and Energy Engineering Conference(APPEEC),2010Asia-Pacific,28-31March 2010,0n page(s): 1-4)分析了大規(guī)模風(fēng)電場的功率特性，提出了大 規(guī)模風(fēng)電場接入電網(wǎng)的彈性調(diào)度方法，通過仿真和對(duì)比分析研究，文獻(xiàn)五認(rèn)為風(fēng)電場應(yīng)該 根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)報(bào)的結(jié)果預(yù)留一部分調(diào)節(jié)容量以應(yīng)對(duì)頻率一次和二次調(diào)整，以減少風(fēng)電 場功率波動(dòng)，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
[0013] 文獻(xiàn)五從風(fēng)電場預(yù)留調(diào)節(jié)容量角度分析減小大規(guī)模風(fēng)電接入后風(fēng)電間歇性對(duì)電 網(wǎng)產(chǎn)生的不利影響，但要求風(fēng)電場根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)報(bào)結(jié)果預(yù)留一部分調(diào)節(jié)容量有悖于當(dāng) 前新能源發(fā)展政策中盡量消納風(fēng)電資源的基本要求。與本發(fā)明從風(fēng)電與常規(guī)能源協(xié)調(diào)角度 實(shí)現(xiàn)盡量消納風(fēng)電的策略有較大的不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:針對(duì)當(dāng)前風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)行后電網(wǎng)消納風(fēng)電困難 導(dǎo)致風(fēng)電限電的運(yùn)行現(xiàn)狀，提出"風(fēng)-7K"打捆外送的省地兩級(jí)AGC協(xié)調(diào)控制方法，通過水電 為主、風(fēng)電為輔，省-地兩級(jí)協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定與風(fēng)電資源充分利用的雙重目標(biāo)。
[0015] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體為："風(fēng)-7K"打捆外送的省地兩級(jí)AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)， 包括省調(diào)AGC主控制區(qū)域、多個(gè)地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域，以及位于各地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域 內(nèi)、由相應(yīng)地調(diào)AGC調(diào)管控制的打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組;打捆水電機(jī)組包括多個(gè)接入省 級(jí)互聯(lián)電網(wǎng)的水電機(jī)組，打捆風(fēng)電組包括多個(gè)接入省級(jí)互聯(lián)電網(wǎng)的風(fēng)電場；
[0016] 上述各地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域內(nèi)的打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組，分別對(duì)應(yīng)一個(gè) "風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組模型，設(shè)置于省調(diào)AGC主控制區(qū)域中，作為省調(diào)AGC的控制對(duì)象；
[0017] 各地調(diào)AGC將打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組的控制參數(shù)上送至省調(diào)AGC主控制區(qū)域 的"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組模型;所述控制參數(shù)包括額定調(diào)節(jié)范圍，裝機(jī)容量，分擔(dān)因子，命令 死區(qū)，最大命令，遠(yuǎn)方可控信號(hào)，增減閉鎖信號(hào)，遙測調(diào)節(jié)上下限；
[0018] 省調(diào)AGC將控制指令發(fā)送至各"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組模型，進(jìn)而轉(zhuǎn)發(fā)至各相應(yīng)的地 調(diào)AGC，各地調(diào)AGC根據(jù)控制指令對(duì)其調(diào)管控制下的打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組進(jìn)行控制。
[0019] 進(jìn)一步的，本發(fā)明系統(tǒng)中，作為省調(diào)AGC控制對(duì)象的各"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組模型 的控制參數(shù)包括控制模式、調(diào)節(jié)范圍、裝機(jī)容量、分擔(dān)因子、命令死區(qū)、最大命令、遠(yuǎn)方可控 信號(hào)、增減閉鎖信號(hào)和遙測調(diào)節(jié)上下限;其中裝機(jī)容量、遠(yuǎn)方可控信號(hào)、增減閉鎖信號(hào)、遙測 調(diào)節(jié)上下限控制參數(shù)，來源于各地調(diào)AGC對(duì)其調(diào)管控制的水電機(jī)組和風(fēng)電場的各控制參數(shù) 分別進(jìn)行累加后再上送至省調(diào)AGC主控制區(qū)域。
[0020] 本發(fā)明還提供基于上述"風(fēng)-水"打捆外送的省地兩級(jí)AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制方 法，其包括以下規(guī)則：
[0021 ] A當(dāng)"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組控制策略為參與實(shí)時(shí)ACE控制時(shí)，"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組 與省調(diào)AGC調(diào)管的其他機(jī)組同時(shí)參與省調(diào)AGC的ACE控制;省調(diào)AGC根據(jù)主控制區(qū)域的ACE，通 過地調(diào)AGC給"風(fēng)-水"打捆虛擬機(jī)組下發(fā)控制指令;地調(diào)AGC按照優(yōu)先級(jí)優(yōu)先將控制指令中 的調(diào)節(jié)量分配給打捆水電組：當(dāng)調(diào)節(jié)量小于打捆水電組的調(diào)節(jié)能力時(shí)，將調(diào)節(jié)量按照裝機(jī) 容量比例分配給打捆水電組中的各水電機(jī)組；當(dāng)調(diào)節(jié)量大于打捆水電組的調(diào)節(jié)能力，先將 打捆水電組中所有水電機(jī)組調(diào)整到調(diào)節(jié)上限值，剩余的調(diào)節(jié)量偏差再按裝機(jī)容量比例分配 給打捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場；
[0022] B當(dāng)"風(fēng)-水"打捆虛擬機(jī)組控制策略為跟蹤計(jì)劃曲線時(shí)，省調(diào)AGC按5分鐘間隔將 "風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組總的發(fā)電計(jì)劃下發(fā)給地調(diào)AGC，地調(diào)AGC再將5分鐘間隔的計(jì)劃曲線通 過插值的方式得到間隔4s的實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃值；
[0023]基于實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃值，打捆水電組總的實(shí)時(shí)控制目標(biāo)Ghydr。如式（1)所示，打捆風(fēng)電 組的總控制目標(biāo)Gwind如式(2)所示：
[0026] 上式中：Ische為"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組總的實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃，Piiind為打捆風(fēng)電組第i 個(gè)風(fēng)電場的實(shí)際出力，η為打捆風(fēng)電組中風(fēng)電場的數(shù)量；
[0027] C當(dāng)"風(fēng)-7Κ"打捆虛擬機(jī)組的控制策略為風(fēng)功率波動(dòng)抑制時(shí)，省調(diào)AGC不向"風(fēng)-7Κ" 打捆虛擬機(jī)組下發(fā)指令，打捆水電組的控制目標(biāo)是打捆風(fēng)電組的功率波動(dòng)值，即如式(3)所 示：
[0029] 上式中:Ghydr。為打捆水電組總控制目標(biāo)，Pwind-filter為打捆風(fēng)電組總出力的濾波后 值，Pmnd為打捆風(fēng)電組中第i個(gè)風(fēng)電場的實(shí)際出力；
[0030] D當(dāng)"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組的控制策略為發(fā)電指標(biāo)控制時(shí)，省調(diào)AGC通過地調(diào)AGC向 "風(fēng)-水"打捆虛擬機(jī)組實(shí)時(shí)下發(fā)"風(fēng)-水"打捆發(fā)電指標(biāo);地調(diào)AGC得到發(fā)電指標(biāo)后再對(duì)打捆 水電組和打捆風(fēng)電組進(jìn)行控制：如果打捆風(fēng)電組的總有功大于發(fā)電指標(biāo)時(shí)，打捆水電組的 控制目標(biāo)為〇,打捆風(fēng)電組的總目標(biāo)是發(fā)電指標(biāo)，再將打捆風(fēng)電組的總實(shí)際出力與發(fā)電指標(biāo) 的偏差按照裝機(jī)容量比例分配給打捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場，使得風(fēng)電場減少發(fā)電；如果打 捆風(fēng)電組總實(shí)際出力小于發(fā)電指標(biāo)，此時(shí)打捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場全部自由發(fā)電，打捆水 電組的總控制目標(biāo)小于等于發(fā)電指標(biāo)與打捆風(fēng)電總實(shí)際出力之差即可。
[0031] 本發(fā)明的有益效果是:通過對(duì)地區(qū)調(diào)度的風(fēng)電和水電的打捆控制，能夠利用水電 快速調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電資源的最大化利用以及風(fēng)電、水電資源的置換。
【附圖說明】
[0032]圖1所示為本發(fā)明控制系統(tǒng)模型原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2所示為虛擬機(jī)組控制策略為參與實(shí)時(shí)ACE控制計(jì)算流程示意圖；
[0034] 圖3所示為虛擬機(jī)組控制策略為跟蹤計(jì)劃曲線計(jì)算流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步描述。
[0036] 圖1是本發(fā)明省地兩級(jí)"風(fēng)-7K"打捆控制系統(tǒng)模型原理圖，控制系統(tǒng)的建立可根據(jù) 以下步驟：
[0037] 步驟一，在省調(diào)，即省級(jí)調(diào)度中心的AGC應(yīng)用中建立一個(gè)主控制區(qū)域，用于實(shí)施省 級(jí)互聯(lián)電網(wǎng)的常規(guī)區(qū)域控制，其控制目標(biāo)為維持電網(wǎng)的頻率在控制范圍內(nèi)，或?yàn)榫S持本控 制區(qū)域與其他相鄰控制區(qū)域交換功率為給定計(jì)劃值，或上述兩個(gè)控制目標(biāo)同時(shí)滿足；
[0038] 步驟二，在地調(diào)，即省級(jí)電網(wǎng)內(nèi)部的地區(qū)級(jí)調(diào)度中心的AGC應(yīng)用中建立一個(gè)"風(fēng)-7K"打捆控制區(qū)域，用于實(shí)施風(fēng)電-水電打捆控制，其控制目標(biāo)由省調(diào)AGC給定，控制對(duì)象為 由地調(diào)調(diào)管的打捆風(fēng)電組和打捆水電機(jī)組；
[0039] 步驟三，在地調(diào)"風(fēng)-7K"打捆控制區(qū)域建立風(fēng)電場和水電機(jī)組的控制對(duì)象模型，控 制對(duì)象模型的控制參數(shù)包括額定調(diào)節(jié)范圍、裝機(jī)容量、分擔(dān)因子、命令死區(qū)、最大命令、遠(yuǎn)方 可控信號(hào)、增減閉鎖信號(hào)及遙測調(diào)節(jié)上下限；
[0040]步驟四，按照發(fā)電類型的不同，將步驟三中建立的水電機(jī)組和風(fēng)電場控制對(duì)象模 型分成兩組，即虛擬的打捆水電組和打捆風(fēng)電組；
[0041 ] 本發(fā)明中打捆水電組優(yōu)先于打捆風(fēng)電組，即優(yōu)先對(duì)打捆水電組進(jìn)行功率控制，因 為水是可存儲(chǔ)的，風(fēng)不能存儲(chǔ)，當(dāng)由于風(fēng)電和水電總的發(fā)電超出了發(fā)電指標(biāo)，這時(shí)優(yōu)先將水 電機(jī)組的出力降低，使得總體的發(fā)電不超出發(fā)電指標(biāo)。存在控制需求時(shí)優(yōu)先對(duì)水電機(jī)組進(jìn) 行控制，主要因?yàn)轱L(fēng)電和水電的整體送出是有限制，這種限制有些是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，有些 是因?yàn)樨?fù)荷不足導(dǎo)致發(fā)電受限，當(dāng)風(fēng)電和水電總的發(fā)電超出了發(fā)電指標(biāo)，這時(shí)就需要對(duì)水 電甚至是風(fēng)電進(jìn)行功率控制，在打捆水電組和打捆風(fēng)電組內(nèi)采用比例分配策略，實(shí)現(xiàn)組內(nèi) 調(diào)節(jié)需求的公平分配；
[0042] 步驟五，在省調(diào)AGC主控制區(qū)域中建立對(duì)應(yīng)各地調(diào)AGC即打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電 組的地區(qū)"風(fēng)-7K"打捆控制虛擬控制對(duì)象模型，作為省調(diào)AGC的控制對(duì)象；"風(fēng)-7K"打捆控制 虛擬控制對(duì)象模型的控制參數(shù)包括:控制模式、調(diào)節(jié)范圍、裝機(jī)容量、分擔(dān)因子、命令死區(qū)、 最大命令、遠(yuǎn)方可控信號(hào)、增減閉鎖信號(hào)及遙測調(diào)節(jié)上下限，其中裝機(jī)容量、遠(yuǎn)方可控信號(hào)、 增減閉鎖信號(hào)、遙測調(diào)節(jié)上下限控制參數(shù)來源于各地調(diào)AGC累加其調(diào)管的水電機(jī)組和風(fēng)電 場參數(shù)再上送。
[0043]本實(shí)施例在應(yīng)用時(shí)，選擇在省級(jí)互聯(lián)電網(wǎng)內(nèi)部抽取部分水電和風(fēng)電進(jìn)行打捆控 制，由地區(qū)調(diào)度中心調(diào)管，省調(diào)AGC將各地調(diào)控制區(qū)域的打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組作為一 個(gè)虛擬控制機(jī)組進(jìn)行控制，各地調(diào)AGC負(fù)責(zé)對(duì)參與打捆的水電機(jī)組和風(fēng)電場進(jìn)行直接控制。 在控制參數(shù)上，先由地調(diào)AGC將打捆的水電和風(fēng)電進(jìn)行累加得到打捆電源總體的控制參數(shù)， 再上送至省調(diào)AGC作為打捆控制虛擬機(jī)組的控制參數(shù)。
[0044] 在完成系統(tǒng)中省調(diào)AGC主控制區(qū)域模型、地調(diào)AGC控制區(qū)域模型、虛擬控制機(jī)組、水 電機(jī)組模型、風(fēng)電場模型的建立后，再在省調(diào)AGC設(shè)置"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組的控制策略，也 即本發(fā)明基于"風(fēng)-水"打捆外送的省地兩級(jí)AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制方法，其包括以下規(guī) 則：
[0045] A當(dāng)"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組控制策略為參與實(shí)時(shí)ACE控制時(shí)，"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組 與省調(diào)AGC調(diào)管的其他機(jī)組同時(shí)參與省調(diào)AGC的ACE控制;省調(diào)AGC根據(jù)主控制區(qū)域的ACE，通 過地調(diào)AGC給"風(fēng)-水"打捆虛擬機(jī)組下發(fā)控制指令;地調(diào)AGC按照優(yōu)先級(jí)優(yōu)先將控制指令中 的調(diào)節(jié)量分配給打捆水電組：當(dāng)調(diào)節(jié)量小于打捆水電組的調(diào)節(jié)能力時(shí)，將調(diào)節(jié)量按照裝機(jī) 容量比例分配給打捆水電組中的各水電機(jī)組；當(dāng)調(diào)節(jié)量大于打捆水電組的調(diào)節(jié)能力，先將 打捆水電組中所有水電機(jī)組調(diào)整到調(diào)節(jié)上限值，剩余的調(diào)節(jié)量偏差再按裝機(jī)容量比例分配 給打捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場;具體控制流程如圖2所示；
[0046] B當(dāng)"風(fēng)-水"打捆虛擬機(jī)組控制策略為跟蹤計(jì)劃曲線時(shí)，省調(diào)AGC按5分鐘間隔將 "風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組總的發(fā)電計(jì)劃下發(fā)給地調(diào)AGC，地調(diào)AGC再將5分鐘間隔的計(jì)劃曲線通 過插值的方式得到間隔4s的實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃值;插值算法為現(xiàn)有算法；
[0047] 基于實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃值，打捆水電組總的實(shí)時(shí)控制目標(biāo)Ghydr。如式（1)所示，打捆風(fēng)電 組的總控制目標(biāo)G wind如式(2)所示：
[0050] 上式中：Ische為"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組總的實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃，Piiind為打捆風(fēng)電組第i 個(gè)風(fēng)電場的實(shí)際出力，η為打捆風(fēng)電組中風(fēng)電場的數(shù)量;具體控制流程如圖3所示；
[0051 ] C當(dāng)"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組的控制策略為風(fēng)功率波動(dòng)抑制時(shí)，省調(diào)AGC不向"風(fēng)-7K" 打捆虛擬機(jī)組下發(fā)指令，打捆水電組的控制目標(biāo)是打捆風(fēng)電組的功率波動(dòng)值，即如式(3)所 示：
[0053] 上式中：Ghydr。為打捆水電組總控制目標(biāo)，Pwind-filter為打捆風(fēng)電組總出力的濾波后 值，Pmnd為打捆風(fēng)電組中第i個(gè)風(fēng)電場的實(shí)際出力；
[0054] D當(dāng)"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組的控制策略為發(fā)電指標(biāo)控制時(shí)，省調(diào)AGC通過地調(diào)AGC向 "風(fēng)-水"打捆虛擬機(jī)組實(shí)時(shí)下發(fā)"風(fēng)-水"打捆發(fā)電指標(biāo);地調(diào)AGC得到發(fā)電指標(biāo)后再對(duì)打捆 水電組和打捆風(fēng)電組進(jìn)行控制：如果打捆風(fēng)電組的總有功大于發(fā)電指標(biāo)時(shí)，打捆水電組的 控制目標(biāo)為〇,打捆風(fēng)電組的總目標(biāo)是發(fā)電指標(biāo)，再將打捆風(fēng)電組的總實(shí)際出力與發(fā)電指標(biāo) 的偏差按照裝機(jī)容量比例分配給打捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場;如果打捆風(fēng)電組總實(shí)際出力小 于發(fā)電指標(biāo)，此時(shí)打捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場全部自由發(fā)電，打捆水電組的總控制目標(biāo)小于 等于發(fā)電指標(biāo)與打捆風(fēng)電總實(shí)際出力之差即可。
[0055] 本發(fā)明按照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，應(yīng)當(dāng)理解，但上述實(shí)施例不以任何形式限定 本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. "風(fēng)-水"打捆外送的省地兩級(jí)AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征是，包括省調(diào)AGC主控制區(qū) 域、多個(gè)地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域，以及位于各地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域內(nèi)、由相應(yīng)地調(diào)AGC調(diào)管 控制的打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組;打捆水電機(jī)組包括多個(gè)接入省級(jí)互聯(lián)電網(wǎng)的水電機(jī) 組，打捆風(fēng)電組包括多個(gè)接入省級(jí)互聯(lián)電網(wǎng)的風(fēng)電場； 上述各地調(diào)AGC打捆控制區(qū)域內(nèi)的打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組，分別對(duì)應(yīng)一個(gè)"風(fēng)-7K" 打捆虛擬機(jī)組模型，設(shè)置于省調(diào)AGC主控制區(qū)域中，作為省調(diào)AGC的控制對(duì)象； 各地調(diào)AGC將打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組的控制參數(shù)上送至省調(diào)AGC主控制區(qū)域的 "風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組模型;所述控制參數(shù)包括額定調(diào)節(jié)范圍，裝機(jī)容量，分擔(dān)因子，命令死 區(qū)，最大命令，遠(yuǎn)方可控信號(hào)，增減閉鎖信號(hào)，遙測調(diào)節(jié)上下限； 省調(diào)AGC將控制指令發(fā)送至各"風(fēng)-水"打捆虛擬機(jī)組模型，進(jìn)而轉(zhuǎn)發(fā)至各相應(yīng)的地調(diào) AGC，各地調(diào)AGC根據(jù)控制指令對(duì)其調(diào)管控制下的打捆水電機(jī)組和打捆風(fēng)電組進(jìn)行控制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的"風(fēng)-7K"打捆外送的省地兩級(jí)AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征是，作 為省調(diào)AGC控制對(duì)象的各"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組模型的控制參數(shù)包括控制模式、調(diào)節(jié)范圍、 裝機(jī)容量、分擔(dān)因子、命令死區(qū)、最大命令、遠(yuǎn)方可控信號(hào)、增減閉鎖信號(hào)和遙測調(diào)節(jié)上下 限;其中裝機(jī)容量、遠(yuǎn)方可控信號(hào)、增減閉鎖信號(hào)、遙測調(diào)節(jié)上下限控制參數(shù)，來源于各地調(diào) AGC對(duì)其調(diào)管控制的水電機(jī)組和風(fēng)電場的各控制參數(shù)分別進(jìn)行累加后再上送至省調(diào)AGC主 控制區(qū)域。3. 基于權(quán)利要求1至2所述的"風(fēng)-7K"打捆外送的省地兩級(jí)AGC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制方 法，其特征是，包括以下規(guī)則： A當(dāng)"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組控制策略為參與實(shí)時(shí)ACE控制時(shí)，"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組與省 調(diào)AGC調(diào)管的其他機(jī)組同時(shí)參與省調(diào)AGC的ACE控制;省調(diào)AGC根據(jù)主控制區(qū)域的ACE，通過地 調(diào)AGC給"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組下發(fā)控制指令;地調(diào)AGC按照優(yōu)先級(jí)優(yōu)先將控制指令中的調(diào) 節(jié)量分配給打捆水電組：當(dāng)調(diào)節(jié)量小于打捆水電組的調(diào)節(jié)能力時(shí)，將調(diào)節(jié)量按照裝機(jī)容量 比例分配給打捆水電組中的各水電機(jī)組；當(dāng)調(diào)節(jié)量大于打捆水電組的調(diào)節(jié)能力，先將打捆 水電組中所有水電機(jī)組調(diào)整到調(diào)節(jié)上限值，剩余的調(diào)節(jié)量偏差再按裝機(jī)容量比例分配給打 捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場； B當(dāng)"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組控制策略為跟蹤計(jì)劃曲線時(shí)，省調(diào)AGC按5分鐘間隔將"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組總的發(fā)電計(jì)劃下發(fā)給地調(diào)AGC，地調(diào)AGC再將5分鐘間隔的計(jì)劃曲線通過插 值的方式得到間隔4s的實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃值； 基于實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃值，打捆水電組總的實(shí)時(shí)控制目標(biāo)Ghydr。如式（1)所示，打捆風(fēng)電組的 總控制目標(biāo)Gwind如式(2)所示：(1) (2 ) 上式中= Ische為"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組總的實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃，Piiind為打捆風(fēng)電組第i個(gè)風(fēng) 電場的實(shí)際出力，η為打捆風(fēng)電組中風(fēng)電場的數(shù)量； C當(dāng)"風(fēng)-7Κ"打捆虛擬機(jī)組的控制策略為風(fēng)功率波動(dòng)抑制時(shí)，省調(diào)AGC不向"風(fēng)-7Κ"打捆 虛擬機(jī)組下發(fā)指令，打捆水電組的控制目標(biāo)是打捆風(fēng)電組的功率波動(dòng)值，即如式(3)所示：(3 ) 上式中：Ghydr。為打捆水電組總控制目標(biāo)，Pwind-filter為打捆風(fēng)電組總出力的濾波后值， P1Ilnd為打捆風(fēng)電組中第i個(gè)風(fēng)電場的實(shí)際出力； D當(dāng)"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組的控制策略為發(fā)電指標(biāo)控制時(shí)，省調(diào)AGC通過地調(diào)AGC向"風(fēng)-7K"打捆虛擬機(jī)組實(shí)時(shí)下發(fā)"風(fēng)-7K"打捆發(fā)電指標(biāo);地調(diào)AGC得到發(fā)電指標(biāo)后再對(duì)打捆水電 組和打捆風(fēng)電組進(jìn)行控制：如果打捆風(fēng)電組的總有功大于發(fā)電指標(biāo)時(shí)，打捆水電組的控制 目標(biāo)為〇,打捆風(fēng)電組的總目標(biāo)是發(fā)電指標(biāo)，再將打捆風(fēng)電組的總實(shí)際出力與發(fā)電指標(biāo)的偏 差按照裝機(jī)容量比例分配給打捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場;如果打捆風(fēng)電組總實(shí)際出力小于發(fā) 電指標(biāo)，此時(shí)打捆風(fēng)電組中的各風(fēng)電場全部自由發(fā)電，打捆水電組的總控制目標(biāo)小于等于 發(fā)電指標(biāo)與打捆風(fēng)電總實(shí)際出力之差即可。
【文檔編號(hào)】H02J3/48GK106026198SQ201610472656
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】袁蓉, 吳繼平, 馬麟, 于昌海, 杜文佳, 徐瑞, 李彥生, 徐韜, 丁恰, 滕賢亮
【申請(qǐng)人】國電南瑞科技股份有限公司, 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司大理供電局, 國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司