[发明专利]一种风电场与电网连接线路断面有功功率越限的控制方法

摘要

本发明提出的风电场与电网连接线路断面有功功率越限的控制方法，属于新能源接入电力系统的运行和控制技术领域。本方法依据风电场与电网连接线路断面的有功功率实时值和上限值的偏差确定需要越限校正的断面集合，然后结合各风电场有功功率对风电场与电网连接线路断面的有功功率灵敏度，以及风电场有功功率调节能力约束和电网安全约束，构造二次规划模型，消除断面越限并兼顾各风电场间的公平调度。本方法可集成在调度中心运行的风力发电有功功率控制主站系统中，使该系统能够实时根据风力发电运行状态和电网运行状态，实施最适宜的控制策略，保证风电场与电网连接线路断面的有功功率安全，并兼顾各风电场间的公平调度。

主权项

一种风电场与电网连接线路断面有功功率越限的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)设需要监视的风电场与电网连接线路断面的集合为Ω^s，计算风电场第i个断面的实时有功功率为：$p_i^s=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i,j}^{\mathrm{line}}$其中，为属于断面i的第j条输电线路的有功功率；(2)设上述连接线路断面集合Ω^s中有功功率越限的断面集合为Ω^s,v：其中，为风电场与电网连接线路断面i的有功功率上限；(3)若上述有功功率越限的断面集合Ω^s,v为空，则将各风电场的有功功率调整量设置为0，并进行步骤(7)，若上述有功功率越限的断面集合Ω^s,v非空，则进行步骤(4)；(4)建立如下风电场与电网连接线路断面越限校正控制目标函数：$\underset{{\mathrm{\Δp}}_k^{w,c}}{\min }(W^c\·\underset{k\∈{\mathrm{\Ω}}^{s,v}}{\mathrm{\Σ}}{(p_k^s+{\mathrm{\Δp}}_k^{s,c}+{\mathrm{\ϵ}}^s-{\stackrel{\‾}{p}}_k^s)}^2+W^r\·\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}{\left({r_i}^w\right)}^2)$其中：Ω^s,v为有功功率越限的断面集合，ε^s为设定的风电场与电网连接线路断面的控制死区，取值为1兆瓦，一般由人工设定，Ω^w为与电网相连接的受控风电场集合，为有功功率越限的断面集合中的第k个断面的越限校正调节量，分别为有功功率越限的断面集合中的第k个断面的实时有功功率和有功功率上限，其中由电网调度中心给出，r_i^w为第i个风电场的负载偏差率，W^c、W^r分别为权重系数，W^c取值为10.0，W^r取值为0.01；(5)设置风电场与电网连接线路断面越限校正控制的约束条件，包括：(5‑1)风电场有功功率校正量Δp^w,c与风电场和电网连接线路断面的有功功率变化量Δp^s,c的关系满足下式：Δp^s,c＝S^sw·Δp^w,c其中，S^sw表示风电场有功功率对风电场与电网连接线路断面的有功功率灵敏度矩阵，从电网调度中心获取；(5‑2)设定风电场有功功率调节方向约束为：${\mathrm{\Δp}}_i^{w,c}=\left\{\begin{array}{c}\≤0,S_i^{\mathrm{sw}}\≠0\\ =0,S_i^{\mathrm{sw}}=0\end{array}\right.$其中，为上述有功功率灵敏度矩阵S^sw中的第i个风电场的有功功率变化对有功功率越限断面的有功功率灵敏度；(5‑3)风电场有功功率约束：${\underset{\‾}{p}}_i^w\≤p_i^w+{\mathrm{\Δp}}_i^{w,c}\≤{\stackrel{\‾}{p}}_i^w$其中，分别为第i个风电场的实时有功功率、有功功率下限和估计最大有功功率；(6)通过内点法求解上述步骤(4)和步骤(5)构造的二次规划数学模型，得到风电场的有功功率调整量(7)根据上述有功功率调整量，对风电场的有功功率进行调整，实现风电场与电网连接线路断面有功功率越限的控制。