[发明专利]一种考虑风火替代交易的风电场有功功率控制方法

说明书

本发明涉及一种考虑风火替代交易的风电场有功功率控制方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、建立风火替代方案模型M_i；步骤2、设定M_i的控制模式及分配算法的控制参数和火电厂出力或火电机组出力限值；步骤3、计算风火替代方案模型M_i中火电厂腾出的发电空间Δp_i；步骤4、将风火替代方案模型M_i中火电厂腾出的发电空间Δp_i分配给M_i中的风电场；步骤5、根据虚拟负载率的计算结果进行有功功率控制指令的计算；步骤6、将计算得的各风电场有功功率调节指令下发到各个风电场执行。本发明能够实时响应风火替代交易的需求，对风电场的有功功率实施最适宜的控制策略，保障风电场风火替代交易计划的执行，并兼顾各风电场间的公平调度。

技术领域

本发明属于新能源接入电力系统的运行和控制技术领域，涉及风电场有功功率控制方法，尤其是一种考虑风火替代交易的风电场有功功率控制方法。

背景技术

风能是一种贮量丰富且可再生的清洁能源，合理有效的利用风能是调整能源结构、解决能源危机的有效途径之一。中国风能资源丰富，可开发利用的风能储量巨大，为风电产业的迅速发展提供了良好的资源基础。近年来，中国风电装机容量不断增加，风电并网规模逐渐扩大。由于风能资源分布的不均衡特性，中国风电主要集中在“三北”(东北、华北、西北)地区，就地消纳风电能力有限，电网系统调峰能力不足，且风电外输能力不足等原因，使得“三北”地区风电弃风现象十分严重。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，业界已经对风电场接入后的有功功率调度控制进行了大量研究，并取得一系列研究和应用成果。在国内多个新能源汇集电网的测试与实际运行表明，在有功功率调度控制系统中引入快速的风电调度实时控制，对保障电网安全，减少弃风损失，起到了良好的作用。

由于电网在同一时刻能够接纳的风力发电总量有限，当电力系统中并网的风电场较多时，会出现“弃风”的情况，即电网有功功率调度控制系统需要限制各个风电场的有功功率出力。此时为了保证各个风电场获得相对公平的发电份额，目前主要采用等发电负载率的控制方法，该方法主要内容包括：

为了实现风电场间的公平调度，引入全网风电场平均负载率：

式(1)中，Ω^w为电网中所有的风电场集合；为风电场上送的第i个风电场的出力值；为风电场上送的第i个风电场当前可用出力预估值。

基于可以进一步计算各风电场的实时负载率，以及实施负载率偏差，如下：

式(2)为风电场i的实时负载率，式(3)为风电场i的实时负载率偏差。

在有功功率调度控制系统中，为了实现公平调度，以全网各风电场的实时负载率偏差平方和最小化为目标，即：

采用该目标后，当电网可以进一步接纳风力发电时，控制系统会选择负载率小的风电场优先增加其有功功率出力；当电网需要限制减小全网总风力发电时，控制系统会选择负载率大的风电场优先减小其有功功率出力。

随着电力体制改革的推进，越来越多的风电场参与到电力市场交易中。为保障风电场交易计划的执行，将交易计划引入到传统的负载率计算中，形成“虚拟负载率”，当风电场交易计划未完全执行时，其虚拟负载率为负数。在电网调度控制中心的风力发电有功自动控制系统中，以各风电场的虚拟负载率相同为目标计算控制策略，当电网可以接纳风电并网发电时，可以优先保证参与交易计划的风电场有功功率出力，从而保障交易计划的执行。