[发明专利]抑制“挤出效应”的风电场群发电控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制“挤出效应”的风电场群发电控制方法，该方法用于电力系统负荷低谷时段的风电场群发电控制，可防止风电增发而导致全系统单位电能生产中不可再生能源消耗和烟尘排放量增加，进而造成系统单位电能生产中不可再生能源消耗及环境成本增加的双重“挤出效应”。

背景技术

风能是目前最具大规模开发利用潜力的可再生能源，风力发电是大规模利用风能的有效途径，也是我国能源和电力可持续发展战略的最现实选择。然而风电场的输出功率受易变且不可控的自然风力驱动而经常变化，在电力系统最需要功率时，可能由于无风而导致风电场功率输出等于零；而在电力系统最不需要功率时，却由于风速突增而使风电场满发功率，从而给电力系统的运行调整带来很大的负担。

目前，我国北方电力系统都是以火电调峰为主。由于运行成本问题，系统火电调峰容量占系统总发电容量的比例往往比较小。当电力系统所接纳的风电场装机容量与系统调峰容量具有可比性时，风电功率波动将会加重系统的调峰负担。特别是当负荷低谷、风电场发电功率最大时，为了保证系统运行频率质量，系统中的火电调峰机组将被迫进入非常规调峰运行状态，从而造成调峰机组运行成本的增加和发电烟尘排放量的增加，甚至还可能导致电力系统运行频率越限。这种由于系统常规调峰容量耗尽、风电功率增发而导致的单位电能生产中不可再生能源消耗和烟尘排放量增加本发明称之为“挤出效应”。

既有电力系统所能接纳的风电容量除与风电功率的波动特性有关外，还与电力系统的网架结构、电压调节能力、调峰能力等因素密切相关，当系统中的调峰能力是制约既有电力系统风电接纳能力的主要因素时，则通过控制风电场群容许发电功率来抑制上述“挤出效应”，对于放松系统调峰制约，提高既有电力系统的风电接纳能力具有重大的意义。

发明内容

本发明的目的即是针对上述风电增发造成的“挤出效应”所引起的系统单位电能生产成本以及环境成本增加的问题，提出一种抑制“挤出效应”的风电场群发电控制方法。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种抑制“挤出效应”的风电场群发电控制方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)数据获取及处理与电网等效

①数据获取及处理

根据电网负荷曲线来确定负荷低谷时段，并根据电网调度中心统计数据，获取负荷低谷时段当前时刻即第tk-1时刻待研究电网的潮流信息，主要包括系统总发电、总负荷、总网损、总火电出力、总风电功率、各火电调峰机组出力及其额定容量、各个风电场发电功率，根据风电场发电功率预测结果，得到下一时刻即第tk时刻各风电场发电功率预测值，利用所获取的数据，通过潮流计算得到第tk时刻系统潮流信息；根据各火电调峰机组运行统计数据，得到机组的运行性能参数，主要包括机组最大调峰容量信息，机组非常规运行时的煤耗增量、投油量、烟尘及CO2排放量增量，同时，根据电力系统辅助服务定价、单位电能生产中的煤耗定价、烟尘排放定价、减排定价，获得原煤价格、柴油价格、CO2排放许可价格、火电机组正常运行时发电成本。

②电网等效

由于区域电网大多已经实现互联，将待研究区域电网等值成独立电网，其他区域电网与待研究电网互联的电网用等值注入功率来等效，该注入功率为等效前联络线上传输的功率，并且其波动范围不能超过约定的区域联络线传输功率。

(2)负荷低谷时段系统可用的最大向下调峰能力的获取

根据步骤(1)数据获取及处理与电网等效所获取的数据，即可获得第t_k-1时刻系统可用最大向下调峰容量，不考虑负荷低谷时段的负荷波动，此可用最大向下调峰容量即为下一时刻第t_k时刻风电场群容许增发的最大功率ΔP_∑Max.WFs(t_k)；

ΔP_∑Max.WFs(t_k)＝P_∑G(t_k-1)-(P_∑N-P_∑Max)             (1)