广域风电控制系统受控风电场控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统广域风电控制系统中出力控制量的计算与风电场的控制方法。所述方法实时计算评价电网联络线控制的控制性能标准（CPS，包含CPS1与CPS2）指标，对两个指标的合格与否进行判断，在不合格时，利用该指标计算全网切除风电场出力或恢复风场出力的总控制量大小；按加权评分的方法对各风电场调控能力进行计算并排序；计算各风电场按设定的当前出力百分比进行控制的数值大小，结合全电网出力控制量数值及风电场排序结果，选定本次控制的风电场范围，下发控制命令完成控制操作。本发明专利技术提升对风电场的精确控制，满足了电网安全稳定运行的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统动态监控领域，具体涉及一种电力系统广域风电控制系统中出力控制量的计算与风电场的控制方法。
技术介绍
随着我国风电技术的发展和对开发利用可再生能源的重视，风力发电近几年在我国得到了较快的发展。风能发电与传统的水火电相比较最大的区别就是风电的随机性、间歇性、反调峰特性。我国在风电发展初期，由于风电装机容量较小，电量少，相对整个电网的影响小，但近期随着风电装机容量的增加，上述特性的影响在电网中逐步扩大，给电网调峰、调压、安全控制等带来了越来越多的困难，甚至还会给系统安全稳定运行带来隐患。因此，迫切需要构建全网统一的风电控制系统，实现在电网用电低谷时精确控制风电场的发电，作为水、火电机组调峰能力用尽时的新增调峰手段，解决风力发电反调峰特性带来的电网调峰困难。申请人之前申请的专利《一种电力系统广域风电调峰控制系统》(专利公开号:ZL200910080530.0)曾提出以联络线偏差为控制目标，采用循环队列的策略对风电场进行控制，该方法已经成为调度运行人员调峰控制的重要手段，但是，随着主站接入风电场的规模不断扩大，对风电场的智能化运行及电网的安全稳定运行都提出了更高的要求。本专利技术基于实践和积累，提出了更精确、更有利于电网安全稳定运行的控制量计算及风电场选择排序方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是在已有的广域风电控制系统之上，进一步提升对风电场的精确控制，并促进风电场采用更先进的自动化设备，更加有利于调度运行部门对电网的调峰控制，更加有利于电网的安全稳定运行。 CPS定义了控 制区域的性能指标CPSl和CPS2，CPSl表示控制行为对电网频率的影响，CPS2则用于控制非计划潮流导致的无意交换电量。为了更好地理解本专利技术的技术方案，下面将本申请中所使用到的技术术语解释如下:控制性能标准CPS:北美电力系统可靠性协会(NERC)，在1997年推出的电网控制性能评价指标 CPS (Control Performance Standard),包括 CPSl 与 CPS2 两部分。CPS 标准更加客观的评价各控制区的控制行为对互联电网频率稳定的作用，确保控制区域的交换功率满足交换计划的要求，并使互联电网的频率保持在规定值范围。CPSl =CPSl指标Kcpsl不要求电网区域控制偏差ACE在规定的时间过零，但对电网频率质量提出了很明确的要求，除了综合考虑了 ACE与频率的一致性以外，还是基于一种数学统计方法从长期角度来评价控制区域对整个互联电网频率质量的贡献。计算公式如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统广域风电控制系统中受控风电场控制方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：（1）读取电网联络线控制性能标准CPS指标判断阈值参数，所述阈值参数用于判断电网联络线控制指标是否合格，包括CPS1不合格阈值、CPS2不合格阈值；读取风电场可控出力占风电场全部出力的百分比阈值，所述百分比阈值参数用于风电场控制时按该百分比切除或恢复风电场出力；读取用于风电场排序的基本配置信息，包括各风场是否具备自动发电控制AGC、低电压穿越、自动电压控制AVC、动态无功补偿及风电场反措能力信息；（2）通过WAMS系统读取电网频率实时数据，通过SCADA系统读取电网联络线功率计划值与联络线功率实际值；（3）按照CPS标准规定，通过步骤（2）中的数据实时计算CPS1指标Kcps1与CPS2指标Kcps2；CPS标准规定如下：KCF=Σ(EAVE-minACEΔFAVE-min)/(-10Bnϵ12),Kcps1=(2?KCF)×100%，其中为1分钟全电网控制偏差ACE的平均值，即联络线功率实际值与联络线功率计划值之差在1分钟内的平均值；ΔFAVE?min为1分钟实时频率偏差的平均值，B为全电网设定的频率偏差系数，ε1为对全电网全年1分钟频率平均偏差均方根的控制目标值，n为分钟数，取1分钟计算时，n=1；Kcps2=EAVE-10minACE/L10,必须满足Kcps2≤1，其中ε10为对全电网全年10分钟频率平均偏差均方根的控制目标值，B网为全电网的频率偏差系数，为10分钟全电网控制偏差ACE的平均值，即联络线功率实际值与联络线功率计划值之差在10分钟之内的平均值；（4）判断CPS1指标Kcps1与CPS2指标Kcps2是否合格，当根据步骤（3）中实时计算得到的Kcps1小于CPS1不合格阈值或Kcps2大于CPS2不合格阈值，即认为CPS指标不合格，需要计算全电网出力控制量并对风电场进行控制；（5）如果在步骤（4）中只有Kcps1小于CPS1不合格阈值，则全电网出力控制量为如果只有Kcps2大于CPS2不合格阈值，则全电网出力控制量为如果Kcps1小于CPS1不合格阈值并且Kcps2大于CPS2不合格阈值，则全电网出力控制量P网取全电网控制量P网1与全电网控制量P网2中的较大值，即P网＝MAX{P网1,P网2}；（6）读入各风电场当前运行状态下的电压、潮流，对电压是否越限、潮流是否越 限做判断；结合风电场是否具有自动发电量控制AGC功能、低电压穿越功能、自动电压控制AVC功能、动态无功补偿功能及风电场反措能力计算风电场调控能力；所述风电场调控能力计算公式如下：Z=K1×A+K2×B+K3×C+K4×D+K5×E+K6×F+K7×G，其中K1、K2、…、K7分别代表具有AGC功能、低电压穿越功能、AVC功能、动态无功补偿功能、风电场反措能力、电压越限、潮流越限所占的权重系数，A、B、…、E代表对应项是否具有该能力，如果具有则取值为1，否则为0，F、G分别对应电压是否越限、潮流是否越限，如果越限取值为0，否则为1；（7）对全电网风电场按步骤（6）所计算的风电场调控能力值从大到小排序，在限制出力控制过程中，风电场调控能力值越小越先受到限制；在恢复出力控制过程中，被限制的风电场的风电场调控能力值越小越后恢复；（8）计算每个风电场按当前出力乘以可控出力百分比阈值得到的每个风电场出力控制量大小，根据步骤（5）中得到的全电网出力控制量数值与从步骤（7）中获取的风电场排序结果，选定需要控制的风电场范围，最后将控制命令下发给选定的风电场，完成控制操作。FDA00002713010600012.jpg,FDA00002713010600013.jpg,FDA00002713010600015.jpg,FDA00002713010600016.jpg,FDA00002713010600017.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种电力系统广域风电控制系统中受控风电场控制方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤:(1)读取电网联络线控制性能标准CPS指标判断阈值参数，所述阈值参数用于判断电网联络线控制指标是否合格，包括CPSl不合格阈值、CPS2不合格阈值；读取风电场可控出力占风电场全部出力的百分比阈值，所述百分比阈值参数用于风电场控制时按该百分比切除或恢复风电场出力；读取用于风电场排序的基本配置信息，包括各风场是否具备自动发电控制AGC、低电压穿越、自动电压控制AVC、动态无功补偿及风电场反措能力信息；(2)通过WAMS系统读取电网频率实时数据，通过SCADA系统读取电网联络线功率计划值与联络线功率实际值；(3)按照CPS标准规定，通过步...

【专利技术属性】
技术研发人员：才洪全，许君德，边二曼，严耿，徐洪涛，张志东，华科，杨东，郭庆阳，王海涛，
申请(专利权)人：黑龙江省电力有限公司，国家电网公司，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：