[发明专利]一种基于调频成本的风电功率并网评估方法

权利要求书

1.一种基于调频成本的风电功率并网评估方法，其特征在于，该并网评估方法包括以下步骤：

步骤一、以风电场并网功率作为扰动源建立电力系统频率模型，该电力系统频率模型的输入量为电力系统频率参考值，扰动量为不同频率段的功率信号，输出量为电力系统的频率偏差；

步骤二、根据电力系统调频成本以及风电场产出电能收益建立目标函数；

步骤三、利用步骤二建立的目标函数，确定出使得电力系统调频成本最低以及风电场产出电能收益最高的约束条件；

步骤四、利用步骤三得出的约束条件对步骤一建立的电力系统频率模型进行优化，并对优化后的电力系统频率模型进行输出量求解，得到风力发电机导致的电力系统频率偏差值。

2.根据权利要求1所述的一种基于调频成本的风电功率并网评估方法，其特征在于，步骤一中电力系统频率模型的建立方法包括确定原动机及其调速器环节的传递函数、确定发电机惯性及恒功率负荷环节的传递函数以及确定AGC环节的传递函数；

所述原动机及其调速器环节的传递函数为：

其中，G₁(s)为原动机及其调速器环节的传递函数；s为函数的自变量；η_R为电力系统中不参与一次调频的机组比例；C_∑为电力系统等效涡轮机高压缸比例；T_∑R为再热器的时间常数，R_∑0为电路系统中所有调速器的等效调差系数；

所述发电机惯性及恒功率负荷环节的传递函数为：

其中，G₂(s)为发电机惯性及恒功率负荷环节的传递函数，M_∑0为电力系统中所有具有惯量的现有发电机的等效惯量，η_M为电力系统中无惯性机组比例，D为负荷的频率系数；

所述AGC环节的传递函数为：

其中，K_∑i为电力系统所有可进行二次调频的机组的等效积分增益；K_∑p分别电力系统所有可进行二次调频的机组的等效比例系数。

3.根据权利要求2所述的一种基于调频成本的风电功率并网评估方法，其特征在于，所述原动机及其调速器环节的传递函数中电力系统中不参与一次调频的机组比例η_R的计算方法为：

其中，∑S_R＝∞为电力系统中不参与一次调频的机组容量之和，为电力系统总装机容量，n为电力系统中常规机组的数量，S_i为第i台机组的额定容量。

4.根据权利要求3所述的一种基于调频成本的风电功率并网评估方法，其特征在于，所述发电机惯性及恒功率负荷环节的传递函数中电力系统中无惯性机组比例η_M的计算方法为：

其中，∑S_M＝0为电力系统中不具有惯量的机组或电源容量之和。

5.根据权利要求1所述的一种基于调频成本的风电功率并网评估方法，其特征在于，步骤二中建立的目标函数具体为：

f_ED＝-c×Z+(1-c)×W

其中，f_ED为风电并网电力系统后风电场的总收益，结果为正表示此时风电场将会产生净收益，为负表示此时系统还需再投入的调节成本值，c是权重系数，c∈[0,1]，Z为风电并网电力系统总的调频成本，W为风电场产出电能的总收益。

6.根据权利要求5所述的一种基于调频成本的风电功率并网评估方法，其特征在于，所述目标函数中风电场产出电能的总收益W的计算方法为：

其中，d_i为第i台风电机组的出力系数，P_wiav为第i台风机的实际有功出力；m为电力系统中所装风电机的台数；

所述为第i台风机的实际有功出力P_wiav的具体计算方法为：

其中，v_ci为风机的切入风速；v_co为为风机的切出风速；v_r为风机的额定风速；P_wr为单台风机的额定功率，v为风速。