[发明专利]一种基于公平原则的风电场分阶段有功调度方法及系统

说明书

本发明公开一种基于公平原则的风电场分阶段有功调度方法及系统，方法包括数据收集预处理、风电场调度友好性评估、有功越限安全校正、经济性公平调度、自由发电调控、调度计划输出六个步骤，数据收集处理收集过去的风电场有功出力及调度命令数据，调度友好性评估确定调度友好系数。有功越限安全校正求得系统消纳裕度与使系统安全的可行风电场出力集合。经济性公平调度以最小总弃风量与调度友好系数为优化目标，争取减少弃风弃电并实现各风电场出力的调度公平。自由发电调控计算出各风电场出力可调整裕度，以最大可能降低弃风。本发明方法依据公平原则维护各风电场出力的利益，避免了多目标优化问题无可行解出现的问题，有助于提高风电的消纳水平。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及分布式电源消纳，尤其涉及一种基于公平原则的风电场分阶段有功调度方法及系统。

背景技术

近年来，我国可再生能源发电快速发展，计及风电的电力系统运行研究在国内越来越受到重视，并成为智能电网研究领域的关键问题之一。以风能为代表的新能源发电在世界范围内发展迅速，然而，风资源的强随机性、预测困难、反调峰等特点使得电网有功调度控制愈加困难。在进行风电场有功出力调度时，各个风电场之间也常出现利益冲突问题。如何在保证电网安全的前提下，最大程度利用风电资源，并维护各个风电场之间的公平竞争关系，激发风电场配合调度的积极性，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。

调峰能力和断面安全是电网制约风电消纳的两大关键因素，保证系统安全性是风电调度实时控制的主要目标。在保证电网安全的基础上，如何充分利用已有风电资源，减少弃风损失，是风电调度实时控制的次要目标。系统内存在多个风电场参与调度控制，存在多种风电场控制策略组合能实现电网安全和最小弃风，如何选择一种对于各风电场尽可能公平的控制策略，是风电调度实时控制的另一重要目标。针对风电消纳的安全和经济性问题，已有许多学者进行了研究。现有的研究成果基本可以实现风电的安全消纳，弃电量也较低，具有较好的经济性。然而，一方面，风电调度需要兼顾电网安全和经济，是一个典型的多目标优化问题。若直接采用一个多目标规划模型进行决策，则可能遇到出现无可行解、导致系统无法正常运行等问题。另一方面，现有研究较少涉及多个风电场之间的调度公平性问题，这不利于激发各个风电场参与有功出力调度的积极性，阻碍了风电场并网功率波动、出力预测误差大、响应调度不及时等问题的解决。

针对上述问题，本发明提出了一种分阶段的风电场有功调度方法及系统，有助于在调度过程中公平维护各风电场的利益，提高各风电场新能源消纳水平，促进风电场积极配合调度，并可以实现分阶段求解满足系统运行安全、风电消纳经济性、风电场自由调控的可行解。

发明内容

本发明考虑了风电场出力调度时各风电场之间的公平性调度问题，提供了一种兼顾系统安全运行与经济公平调度的风电场分阶段有功调度方法及系统。

本发明的技术方案为：

一种基于公平原则的风电场分阶段有功调度方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：收集并预处理各风电场的原始历史数据。

步骤2：对各个风电场进行调度友好性评估，最终确定该风电场的调度友好系数。

步骤2.1：计算1min内各时段，各个风电场出力的功率波动率并求取平均值

步骤2.2：计算各个风电场的响应率与平均响应速度得到各风电场的总响应情况。

步骤2.3：计算各风电场的负载率，继而得到该风电场的预估准确影响因子。

步骤2.4：由上述所求的出力功率波动率、总响应情况、预估准确影响率得到各风电场的调度友好系数f_i^w，作为后续公平调度的依据。