[发明专利]兼顾电网安全和弃光最小的光伏电站有功自动控制方法

摘要

本发明涉及一种兼顾电网安全和弃光最小的光伏电站有功自动控制方法，属于新能源接入电力系统的运行和控制技术领域。本方法以参与有功功率自动控制的光伏电站有功为控制变量，以电网安全约束和光伏电站有功调节能力为约束条件，以弃光量最小和各光伏电站有功负载率偏差最小为双重目标，构造二次规划问题，利用内点法高效求解，在保证电网安全的前提下，优先利用光电资源，兼顾各光伏电站之间的公平调度。本方法可集成在光伏发电有功功率控制主站系统中，以实时根据光伏发电运行状态和电网运行状态，实施最适宜的控制策略，保证电网有足够下旋备安全空间，光伏电站与电网连接线路断面有功功率安全，并兼顾各光伏电站间的公平调度。

主权项

一种兼顾电网安全和弃光最小的光伏电站有功自动控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)从电网的数据采集与监视控制系统中采集当前电网自动发电控制机组的实时下旋备、光伏电站与电网之间的连接线路有功功率偏差，从电网调度中心获取电网可接纳的光伏电站有功功率采集与电网相连的各光伏电站的实时有功功率p^w、有功功率下限估计最大有功功率各光伏电站与电网之间连接线路断面的实时有功功率p^s和有功功率上限(2)从电网调度中心获取各光伏电站对光伏电站与电网之间连接线路断面的有功功率灵敏度S^SW；(3)建立兼顾电网安全和弃光最小的光伏电站有功自动控制方法的目标函数，如下：$\underset{\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,o}}{\min }(W^p\·(\mathrm{\Δ}{p}_{\mathrm{wind}}^{\mathrm{cap}}-\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,o})+W^r\·\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}{\left({r_i}^w\right)}^2)$其中：Ω^w为与电网相连的所有光伏电站的集合，为电网可接纳的光伏电站有功功率，为第i个光伏电站的弃光调整量，r_i^w为第i个光伏电站的负载偏差率，W^p、W^r分别为权重系数，W^p>W^r，W^p取值10.0，W^r取值0.01；(4)设定兼顾电网安全和弃光最小的光伏电站有功自动控制方法的约束条件，包括：(4‑1)第i个光伏电站的实时有功功率、有功功率下限、弃光调整量和估计最大有功功率之间满足以下关系式：${\underset{\‾}{p}}_i^w\≤p_i^w+\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,o}\≤{\stackrel{\‾}{p}}_i^w;$(4‑2)第i个光伏电站与电网之间连接线路断面的实时有功功率有功功率上限灵敏度S^SW和弃光调整量Δp^w,o之间的关系满足下式：$p_i^s+S^{\mathrm{SW}}\mathrm{\Δ}{p}^{w,o}\≤{\stackrel{\‾}{p}}_i^s;$(4‑3)电网中所有光伏电站的弃光调整量满足以下关系式：$\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,o}\≤\max \{\mathrm{\Δ}{p}_{\mathrm{wind}}^{\mathrm{cap}},-\underset{i\∈{\mathrm{\Ω}}^w}{\mathrm{\Σ}}(p_i^w-{\underset{\‾}{p}}_i^w)\}$其中，Ω^w为与电网相连的所有光伏电站集合，为电网可接纳的光伏电站有功功率，为第i个光伏电站的实时有功功率，为第i个光伏电站有功功率下限；(4‑4)设定光伏发电有功功率调节的方向约束，当电网可接纳的光伏电站有功功率$\mathrm{\Δ}{p}_{\mathrm{wind}}^{\mathrm{cap}}>0,$使$\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,o}\≥0$i∈Ω^w，当$\mathrm{\Δ}{p}_{\mathrm{wind}}^{\mathrm{cap}}\<0$时，使$\mathrm{\Δ}{p}_i^{w,o}\≤0$i∈Ω^w；(5)通过内点法求解上述步骤(3)和步骤(4)的二次规划数学模型，得到光伏电站有功功率调整量；(6)以上述光伏电站有功功率调整量对光伏电站进行控制，实现基于以最小弃光控制为目标的电力系统光伏电站公平调度。