[发明专利]一种风电集中接入后的互联电网分布式AGC控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体设计一种风电集中接入后的互联电网分布式AGC控制方法。

背景技术

目前，风力发电在我国已进入快速发展阶段，并网容量和装机容量均已位居世界第一。大规模风电并网后，风电出力的随机性和间歇性特性使得互联电网负荷频率(LFC)控制不仅需要平衡负荷波动功率，同时也需要平衡来自风电的“负”负荷不规则的波动，电网的源荷双侧波动给电网的负荷频率(LFC)的AGC控制带来新的挑战。

目前的AGC控制采用分区的控制模式。在互联电网中，各控制区的AGC控制模式通常采用联络线频率偏差控制(TBC)，以维持本控制区有功功率的就地平衡。但是风电受到自然条件的束缚，风电场一般分布在互联电网中风资源丰富的地区，风电的分布也就往往集中在少数的某些控制区，例如中国的风电主要集中在三北地区以及沿海的一些地区。风电接入互联电网局部区域后，局部区域的区域控制偏差ACE变化范围大，使得局部电网的AGC调节资源显得相对紧张，依靠本局部控制区内的AGC往往很难平衡风电的大幅度波动功率，从而给风电的消纳以及互联电网频率带来很大的影响。并且更特别的，风电的快速大范围波动需要快速的调节资源与之匹配，但是在一些国家如中国的风电集中区域往往缺少例如燃气等快速的AGC机组，因此更加剧了风电接入后的AGC控制难度。因此必须重新审视当前高风电渗透下的电网AGC控制方法，以提高AGC系统的控制性能。

目前，如何确定互联电网控制区域AGC总调节功率，提升互联电网LFC的有功AGC控制性能研究备受关注。早在20世纪50年代，Kirchmayer根据经典控制理论中的传递函数原理，提出了互联系统LFC的数学模型，研究了PI控制方法；至今目前工程上仍然主要应用针对控制区域偏差ACE采用PI控制算法来确定互联电网各控制区的AGC调节功率。随着1997年，NERC提出新的CPS1和CPS2的AGC自动发电控制性能评价标准(简称CPS标准)，增强了互联电网控制区之间的功率支援能力，互联电网控制区域AGC总调节功率的确定还包括了区域间功率支援增量。但是这种功率支援量是极其有限的，很难满足风电大规模集中电网下的互联电网有功功率控制的需求。因此。文献[高宗和，滕贤亮，张小白.适应大规模风电接入的互联电网有功功率控制[J].电力系统自动化，2010，34(17)：37-41.]针对我国互联电网提出了集中式AGC控制的构想，通过平等地调动网内优质调频电源，以应对大规模风电并网的有功控制挑战，但该文并没有讨论具体的控制模型与算法。并且集中式的AGC控制对数据通信的可靠性提出了更高的要求，控制中心需要收集整个互联电网内的联络线功率、稳定断面潮流、AGC机组调节信息等，通讯数据量大为增加，信息交换较以往变得更为复杂。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种风电集中接入后的互联电网分布式AGC控制方法，各控制区只需要与本控制区相关的风电信息，并不需要整个互联电网的信息。本发明充分发扬了互联电网控制区之间的功率互援作用，解决了局部电网调节能力欠缺而造成的风电无法消纳的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种风电集中接入后的互联电网分布式AGC控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：风电-非风电控制区协调决策器确定风电波动平衡责任系数矩阵；

步骤2：风电控制区控制器根据风电控制区承担自身控制区的风电波动平衡责任系数，确定风电控制区的AGC总调节量，并分配至各AGC机组执行；

步骤3：非风电控制区控制器根据非风电控制区承担的风电控制区的风电波动平衡责任系数，确定非风电控制区的AGC总调节量，并分配至各AGC机组执行。

所述步骤1中，风电波动平衡责任系数矩阵用n×m矩阵用α表示，有：