本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行與控制領(lǐng)域，具體是考慮水電機(jī)組振動(dòng)區(qū)間的清潔能源有功協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)：

基于環(huán)保等因素的考慮，國(guó)家大力發(fā)展清潔能源發(fā)電，隨著新能源發(fā)電規(guī)模的快速攀升，大量的新能源電站參與到供電系統(tǒng)，多個(gè)清潔能源共同參與同一潮流斷面的情況也逐漸增多，由于風(fēng)電、光伏等新能源電站的發(fā)電特性具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性特點(diǎn)，以及電網(wǎng)調(diào)峰資源、輸電通道能力不足等現(xiàn)狀，導(dǎo)致新能源棄風(fēng)、棄光問(wèn)題嚴(yán)重，而水電的發(fā)電特性較為穩(wěn)定，當(dāng)這三者處于同一潮流斷面時(shí)，不僅要解決棄風(fēng)、棄光的問(wèn)題，還要考慮水電機(jī)組振動(dòng)區(qū)對(duì)水電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響。

已有的技術(shù)成果沒(méi)有綜合考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定約束、水電振動(dòng)區(qū)間約束、風(fēng)光獨(dú)立約束和調(diào)峰約束下，各約束負(fù)載率不同時(shí)新能源電站的指令上下限約束，同時(shí)由于風(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)偏差，導(dǎo)致新能源棄風(fēng)棄光嚴(yán)重，電網(wǎng)接納能力未充分利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，提供一種考慮水電機(jī)組振動(dòng)區(qū)間的清潔能源有功協(xié)調(diào)控制方法，應(yīng)用于電網(wǎng)潮流斷面多個(gè)清潔能源電站控制系統(tǒng)，所述多個(gè)清潔能源電站包括風(fēng)電、光伏和水電站，所述控制系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)指令，所述協(xié)調(diào)控制方法包括：

建立所述多個(gè)清潔能源電站的有功協(xié)調(diào)控制模型；

根據(jù)消納空間和潮流斷面負(fù)載率構(gòu)建運(yùn)行狀態(tài)分區(qū)；

基于所述有功協(xié)調(diào)控制模型和所述運(yùn)行狀態(tài)分區(qū)進(jìn)行協(xié)調(diào)指令優(yōu)化；

基于所述優(yōu)化后的協(xié)調(diào)指令對(duì)所述多個(gè)清潔能源電站進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

進(jìn)一步，所述有功協(xié)調(diào)控制模型的建立包括：多個(gè)清潔能源電站的指令上下限約束算法、消納空間約束算法、潮流斷面安全約束算法和水電振動(dòng)區(qū)約束算法。

進(jìn)一步，根據(jù)潮流斷面的有功潮流、有功限額、整體清潔能源實(shí)時(shí)出力和消納空間計(jì)算潮流斷面和消納空間的負(fù)載率，所述運(yùn)行狀態(tài)分區(qū)包括安全區(qū)、預(yù)警區(qū)和緊急區(qū)。

進(jìn)一步，所述多個(gè)清潔能源電站的指令上下限約束算法表征為：

式中p′n.i、p′n.i、分別表示某一清潔能源電站i的指令下限、有功指令、指令上限，c為所述新能源電站i的復(fù)數(shù)集合。

進(jìn)一步，所述消納空間約束算法表征為：

式中p′grid為消納空間。

進(jìn)一步，所述水電振動(dòng)區(qū)約束算法表征為：

式中p′ht.k、p′ht.k、分別表示水電機(jī)組k的振動(dòng)區(qū)下限、有功指令、振動(dòng)區(qū)上限，h為發(fā)電機(jī)組k的集合。

進(jìn)一步，所述潮流斷面安全約束算法表征為：

式中s0.j.i、s0.j.k、ptl.j、ptl.j.max分別表示電站i對(duì)斷面j的在線有功靈敏度、發(fā)電機(jī)組k對(duì)斷面j的在線有功靈敏度、潮流斷面j的有功潮流、潮流斷面j的有功限額。

進(jìn)一步，所述消納空間負(fù)載率表征為：

式中l(wèi)^grid為消納空間負(fù)載率。

進(jìn)一步，所述安全區(qū)表征為：

式中μyj.j、μyj.grid、t1.min分別表示斷面j負(fù)載率預(yù)警值、消納空間負(fù)載率預(yù)警值、安全區(qū)持續(xù)時(shí)間閾值，t為該分區(qū)持續(xù)時(shí)間；

所述預(yù)警區(qū)表征為：

μyj.j≤ptl.j(t)/ptl.j.max≤μtz.j

μyj.grid≤l^grid(t)≤μtz.grid

t＞t2.min

式中μtz.j、μtz.grid、t2.min分別表示斷面j負(fù)載率緊急閾值、消納空間緊急閾值、預(yù)警區(qū)持續(xù)時(shí)間閾值；

所述緊急區(qū)表征為：

ptl.j(t)/ptl.j.max＞μtz.j

l^grid(t)＞μtz.grid

t＞t3.min

式中t3.min表示緊急區(qū)持續(xù)時(shí)間閾值。

進(jìn)一步，當(dāng)所述清潔能源電站關(guān)聯(lián)多個(gè)處于不同運(yùn)行狀態(tài)的潮流斷面，選取負(fù)載率最大的斷面的運(yùn)行狀態(tài)做優(yōu)化，當(dāng)負(fù)載率最大的斷面運(yùn)行狀態(tài)為安全區(qū)時(shí)表征為：

pn.i≤p′n.i≤ppre.i

式中pn.i、ppre.i分別表示電站有功出力、預(yù)測(cè)值；

當(dāng)負(fù)載率最大的斷面運(yùn)行狀態(tài)為預(yù)警區(qū)或緊急區(qū)，且水電機(jī)組出力指令處于振動(dòng)區(qū)時(shí)表征為：

p′n.i≤p′n.i≤pn.i

當(dāng)負(fù)載率最大的斷面運(yùn)行狀態(tài)為預(yù)警區(qū)或緊急區(qū)，且水電機(jī)組出力指令不處于振動(dòng)區(qū)時(shí)表征為：

p′ht.k≤p′ht.k≤pht.k

式中pht.k表示水電機(jī)組指令上限；

當(dāng)初始運(yùn)行狀態(tài)處于安全區(qū)或預(yù)警區(qū)，電站按初始有功指令p⁰n.i進(jìn)行協(xié)調(diào)控制相關(guān)的所有斷面和消納空間均有裕度，則重新調(diào)整清潔能源電站的指令上限和下限，得到優(yōu)化指令，具體表征為：

式中δ1、δ2均為預(yù)設(shè)閾值。

本發(fā)明的有益效果在于，提供了考慮水電機(jī)組振動(dòng)區(qū)間的清潔能源有功協(xié)調(diào)控制方法，針對(duì)不同負(fù)載率狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏、水電之間的合理調(diào)配，通過(guò)分區(qū)協(xié)調(diào)控制的方式，避免棄風(fēng)、棄光，同時(shí)避免水電機(jī)組在振動(dòng)區(qū)間運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。

圖1是本發(fā)明的實(shí)施原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思做具體示例性闡述，故對(duì)以下內(nèi)容的理解不應(yīng)該是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，而是對(duì)原理理解的輔助。

實(shí)施例：如圖1所示，一種考慮水電機(jī)組振動(dòng)區(qū)間的清潔能源有功協(xié)調(diào)控制方法，應(yīng)用于電網(wǎng)潮流斷面多個(gè)清潔能源電站控制系統(tǒng)，所述多個(gè)清潔能源電站包括風(fēng)電、光伏和水電站，所述控制系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)指令，所述協(xié)調(diào)控制方法包括：

建立所述多個(gè)清潔能源電站的有功協(xié)調(diào)控制模型；

根據(jù)消納空間和潮流斷面負(fù)載率構(gòu)建運(yùn)行狀態(tài)分區(qū)；

基于所述有功協(xié)調(diào)控制模型和所述運(yùn)行狀態(tài)分區(qū)進(jìn)行協(xié)調(diào)指令優(yōu)化；

基于所述優(yōu)化后的協(xié)調(diào)指令對(duì)所述多個(gè)清潔能源電站進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

作為優(yōu)選的，所述有功協(xié)調(diào)控制模型的建立包括：多個(gè)清潔能源電站的指令上下限約束算法、消納空間約束算法、潮流斷面安全約束算法和水電振動(dòng)區(qū)約束算法。

作為優(yōu)選的，根據(jù)潮流斷面的有功潮流、有功限額、整體清潔能源實(shí)時(shí)出力和消納空間計(jì)算潮流斷面和消納空間的負(fù)載率，將電網(wǎng)的消納空間與電站的實(shí)時(shí)出力情況結(jié)合，得到準(zhǔn)去的實(shí)時(shí)潮流斷面和消納空間負(fù)載率，以此對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分區(qū)，給出明確的分區(qū)界定，所述運(yùn)行狀態(tài)分區(qū)包括安全區(qū)、預(yù)警區(qū)和緊急區(qū)。

作為優(yōu)選的，所述多個(gè)清潔能源電站的指令上下限約束算法表征為：

式中p′n.i、p′n.i、分別表示某一清潔能源電站i的指令下限、有功指令、指令上限，c為所述新能源電站i的復(fù)數(shù)集合。

作為優(yōu)選的，所述消納空間約束算法表征為：

式中p′grid為消納空間，取決于電網(wǎng)調(diào)峰能力，根據(jù)ace及其所處區(qū)間、總調(diào)節(jié)功率，結(jié)合參與實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的常規(guī)機(jī)組的負(fù)備用和調(diào)節(jié)能力計(jì)算得出。

作為優(yōu)選的，所述水電振動(dòng)區(qū)約束算法表征為：

式中p′ht.k、p′ht.k、分別表示水電機(jī)組k的振動(dòng)區(qū)下限、有功指令、振動(dòng)區(qū)上限，h為發(fā)電機(jī)組k的集合。

作為優(yōu)選的，所述潮流斷面安全約束算法表征為：

式中s0.j.i、s0.j.k、ptl.j、ptl.j.max分別表示電站i對(duì)斷面j的在線有功靈敏度、發(fā)電機(jī)組k對(duì)斷面j的在線有功靈敏度、潮流斷面j的有功潮流、潮流斷面j的有功限額。

作為優(yōu)選的，所述消納空間負(fù)載率表征為：

式中l(wèi)^grid為消納空間負(fù)載率。

作為優(yōu)選的，所述安全區(qū)表征為：

式中μyj.j、μyj.grid、t1.min分別表示斷面j負(fù)載率預(yù)警值、消納空間負(fù)載率預(yù)警值、安全區(qū)持續(xù)時(shí)間閾值，t為該分區(qū)持續(xù)時(shí)間；

所述預(yù)警區(qū)表征為：

μyj.j≤ptl.j(t)/ptl.j.max≤μtz.j

μyj.grid≤l^grid(t)≤μtz.grid

t＞t2.min

式中μtz.j、μtz.grid、t2.min分別表示斷面j負(fù)載率緊急閾值、消納空間緊急閾值、預(yù)警區(qū)持續(xù)時(shí)間閾值；

所述緊急區(qū)表征為：

ptl.j(t)/ptl.j.max＞μtz.j

l^grid(t)＞μtz.grid

t＞t3.min

式中t3.min表示緊急區(qū)持續(xù)時(shí)間閾值。

考慮到電網(wǎng)負(fù)荷變化、新能源出力波動(dòng)等因素可能引起斷面潮流的波動(dòng)，為避免lj^net和l^grid的所處區(qū)間反復(fù)切換導(dǎo)致新能源的指令來(lái)回調(diào)整，將持續(xù)時(shí)間t大于閾值作為安全區(qū)間判定的必要條件，并針對(duì)預(yù)警區(qū)和緊急區(qū)，設(shè)置區(qū)間最小保持時(shí)間，該時(shí)段內(nèi)，區(qū)間只能保持或往負(fù)載率更大的區(qū)間發(fā)展。

作為優(yōu)選的，當(dāng)所述清潔能源電站關(guān)聯(lián)多個(gè)處于不同運(yùn)行狀態(tài)的潮流斷面，選取負(fù)載率最大的斷面的運(yùn)行狀態(tài)做優(yōu)化，當(dāng)負(fù)載率最大的斷面運(yùn)行狀態(tài)為安全區(qū)時(shí)表征為：

pn.i≤p′n.i≤ppre.i

式中pn.i、ppre.i分別表示電站有功出力、預(yù)測(cè)值；

當(dāng)負(fù)載率最大的斷面運(yùn)行狀態(tài)為預(yù)警區(qū)或緊急區(qū)，且水電機(jī)組出力指令處于振動(dòng)區(qū)時(shí)表征為：

p′n.i≤p′n.i≤pn.i

當(dāng)負(fù)載率最大的斷面運(yùn)行狀態(tài)為預(yù)警區(qū)或緊急區(qū)，且水電機(jī)組出力指令不處于振動(dòng)區(qū)時(shí)表征為：

p′ht.k≤p′ht.k≤pht.k

式中pht.k表示水電機(jī)組指令上限；

當(dāng)初始運(yùn)行狀態(tài)處于安全區(qū)或預(yù)警區(qū)，電站按初始有功指令p⁰n.i進(jìn)行協(xié)調(diào)控制相關(guān)的所有斷面和消納空間均有裕度，則重新調(diào)整清潔能源電站的指令上限和下限，得到優(yōu)化指令，避免預(yù)測(cè)偏差導(dǎo)致限電，具體表征為：

式中δ1、δ2均為預(yù)設(shè)閾值。

作為另一種可行的實(shí)施例：以參與協(xié)調(diào)控制的電站的考慮綜合系數(shù)ωn.i發(fā)電指令和最大優(yōu)化目標(biāo)，表征為：

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是兩個(gè)數(shù)值之同的范圍，并且該范圍包括端點(diǎn)。例如:“a-b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范圍。“a～b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范圍。

在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，本文中術(shù)語(yǔ)“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，a和/或b，可以表示：?jiǎn)为?dú)存在a，同時(shí)存在a和b，單獨(dú)存在b這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多個(gè)變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。