[发明专利]消除电网传输功率越限的光伏电站有功功率自动控制方法

摘要

本发明提出的消除电网传输功率越限的光伏电站有功功率自动控制方法，属于新能源接入电力系统的运行和控制技术领域。本方法针对光伏发电汇集区域可能出现的功率越限问题，以光伏电站有功出力为控制变量，以各光伏电站的有功功率调节能力为约束条件，以消除电网传输断面越限和各光伏电站出力更加均衡为目标，建立二次规划模型，并利用内战法进行高效求解。本方法可集成在运行于调度控制中心的光电有功自动控制主站系统，使该系统能够根据光伏电站和电网的实时运行状态，实施最适宜的控制策略，保证电网断面的有功功率安全，并兼顾各光伏电站间的公平调度和光电利用最大化。

主权项

一种消除电网传输功率越限的光伏电站有功功率自动控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)设需要监视的光伏电站与电网连接线路断面的集合为Ω^s，计算光伏电站第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，为光伏电站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，则将各光伏电站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)建立如下光伏电站与电网连接线路断面越限校正控制目标函数：$\underset{\mathrm{\Δ}{p}_k^{w,c}}{\min }(W^c\·\underset{k\∈{\mathrm{\Ω}}^{s,v}}{\mathrm{\Σ}}{(p_k^s+\mathrm{\Δ}{p}_k^{s,c}+{\mathrm{\ϵ}}^s-{\stackrel{\‾}{p}}_k^s)}^2+W^r\·\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}{\left({r_i}^w\right)}^2)$其中：Ω^s,v为有功功率越限的断面集合，ε^s为设定的光伏电站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光伏电站集合，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个光伏电站的负载偏差率，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)设置光伏电站与电网连接线路断面越限校正控制的约束条件，包括：(5‑1)光伏电站有功功率校正量Δp^w,c与光伏电站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表示光伏电站有功功率对光伏电站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)设定光伏电站有功功率调节方向约束为：$\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,c}=\left\{\begin{array}{c}\≤0,S_i^{\mathrm{sw}}\≠0\\ =0,S_i^{\mathrm{sw}}=0\end{array}\right.$其中，为上述有功功率灵敏度矩阵S^sw中的第i个光伏电站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)光伏电站有功功率约束：${\underset{\‾}{p}}_i^w\≤p_i^w+\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,c}\≤{\stackrel{\‾}{p}}_i^w$其中，分别为第i个光伏电站的实时有功功率、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，得到光伏电站的有功功率调整量(7)根据上述有功功率调整量，对光伏电站的有功功率进行调整，实现光伏电站与电网连接线路断面有功功率越限的控制。