地区电源实时出力分配模型研究

章汉军

(云南电网公司大理供电局,云南 大理 671000)

地区电源实时出力分配模型研究

章汉军

(云南电网公司大理供电局,云南 大理 671000)

简单介绍了大理地区电源情况及风电发展概况,通过探讨建立电源实时出力分配模型,将电源实时出力控制原则信息化、系统化、模型化,以解决目前对于风水电难调度的难题。

电源;风电;调度;模型

1 前言

规划报告显示,“十二五”期间大理的风电总装机容量可能会达到3 000 MW左右,将占总装机的50%以上。由于滇西北地区动态稳定性差的原因,在汛期或集中来水情况下滇西北地区电源上网形势非常严峻,主网通道潮流越稳定极限的风险较大。且随着随机性较强的风电大规模投运,对电网相关通道潮流控制带来的困难也越来越大。在通道受限的情况下,如何合理分配并及时调控大理地区水电风电实时出力成为难题。

文中将结合风电、水电负荷预测、供发电实时负荷情况,研究大理地区电源实时出力分配模型,并将模型置入调度自动化系统中,以探索电源实时出力最优分配方案,为调度实时调控提供依据。

2 实时出力控制现状

2.1 电源实时出力控制原则

1)按送出通道不同,分片区进行出力分配、控制原则;

2)按不通类型电源发电能力不同,调整水电、风电出力比例;

3)同一片区内,同一类型电源按额定装机容量等比例分配出力;

4)当通道空余,部分电源已按出力能力运行、部分电源仍有出力受限时,可等比例调加受限电源出力,直至接近通道极限。

2.2 控制现状

由于目前风电负荷预测工作还在摸索阶段,预测准确率较低,风电出力的随机性导致风电出力突然大幅度波动时,极有可能导致相关通道过稳定极限运行。目前调度员对于相关通道潮流控制,在遵循电源出力控制基本原则的基础上,主要采取留足够的余度的方式进行提前调整。且实际调整过程中,由于目前没有有效的技术手段给调度员提供负荷调整的参考标准,调度员只能凭感觉对相关电厂下达限负荷指令,不利于部分电厂的经济运行。

3 电源实时出力分配模型

以电源出力控制基本原则为基础,利用云南电网小电管理技术支持系统、风功率负荷预测系统及调度自动化系统数据采集功能,通过数据运算、逻辑判断,计算出当前各个电源分配出力,给调度员实时调控提供依据。

初始控制模型简化如下 (X片区各电源出力分配情况如下)：

1)X片区控制极限为：-K(正表示下网,负表示上网,具体值根据电网通道分配情况而定);

2)X片区供电负荷总加为：Fg(调度自动化系统自动统计);

3)风电发电能力为Pf(采用风功率预测系统每15分钟的预测值并自动统计),水电发电能力为Ps(小电管理技术支持系统自动统计实时出力);

4)控制余度为Y(10%左右);

由于实际运行中电源发电能力及供电负荷随时变化,可能导致部分电厂在发电能力不足的情况下占用通道容量,从而导致通道空闲,为了避免这种情况,需要对初始模型进行优化,以充分利用通道。

优化模型如下 (X片区各电源出力分配情况)：

表1 X片区水电装机Gs(固定值),风电装机Gf(固定值);

1)X片区控制极限为：-K(正表示下网,负表示上网,具体值根据电网通道分配情况而定);

2)X片区实时供电负荷总加为：Fg(调度自动化系统自动统计);

3)风电发电能力为Pf(采用风功率预测系统每15分钟的预测值并自动统计),水电发电能力为Ps(小电管理技术支持系统自动统计实时出力);

4)控制余度为Y(10%左右);

表2 X片区水电装机Gs(固定值),风电装机Gf(固定值);

相关运算及判断逻辑为：

1)调度是否下令限负荷：调度员手动确认;

2)出力是否达极限,判断条件为：调度员未下达限电指令;10分钟内负荷波动幅度不超10%;

3)初始分配出力：

水电：Gs1=(Fg+K)*(1-Y)*Ps/(Pf+Ps);

风电：Gf1=(Fg+K)*(1-Y)*Pf/(Pf+Ps)

4)实际分配出力：当该片区有电源实时出力已经达到极限(以水电达极限Ps1为例),且实时出力＜初始分配出力时：,

*水电实际分配出力Gss=(Fg+K)*(1-Y)* Ps1/(Pf+Ps1);

*风电实际分配出力Gff=(Fg+K)*(1-Y)* Pf/(Pf+Ps1);

5)加/减出力=实际分配容量-实时出力,正代表应增加该电源出力,负则代表要减少该电源出力。

通过在调度自动化系统建立该模型,通过每15分钟的自动统计计算,得出各电源在电网当前运行状态下到底是应该加或减负荷,从而给调度员提供参考依据,以达到合理调整各电源出力的目的。

4 应用实例

当来水或者来水变化后,水电厂或者风电场发电能力降低,以风电场来风减小为例,风电场发电能力降低至Pf= 50 MW(Ps=50 MW不变),通过系统对风电场出力进行一个判断 (10分钟内负荷波动在10%范围内,则判定为该风场发电能力已达极限),此情况下系统会自动对初始分配情况进行重新计算,且Pf＜Gf1(发电能力小于分配出力),为了充分利用通道,重新分配后的风电出力Gf2=(Fg+K) *(1-Y)*Pf/(Pf+Ps),水电重新分配的出力则为Gs2=(Fg+K)*(1-Y)*Ps/(Pf+Ps)= 45 MW;

每当风、水电厂出力变化后,系统均根据此模型进行动态调整分水电分配容量,以确保充分利用通道,并按发电能力等比例安排上网。

5 结束语

文中经过对大理地区电源运行特点进行分析总结,在现有的技术条件下,提出不同电源在上网通道受限情况下的调控策略,通过负荷分配模型的建立,能够改善调度台上电源上网调控随意性和盲目性的状态,保证电源出力控制基本原则得以实施。

[1] Thomas Ackermann.风力发电系统 [M].中国水利水电出版社,2010,5：105.

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[3] 刘玉.基于实测数据分析的大型风电场风电功率预测研究[J].黑龙江电力,2011(1).

[4] 王成福.风电场并入电网的调控理论研究 [D].山东大学,2012.

[5] 陈功贵.含风电场电力系统优化运行研究 [D].华中科技大学,2012.

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Research on Real-time Power Output Allocation Model

ZHANG Hanjun
(Yunnan Dali Power Supply Bureau,DaLi,Yunnan 671000)

A brief introduction to Dali power situation and development of wind power profiles by dynamic stabilization effect,the power of rapid development has led to Dali partial power to send out,the paper explore the establishment of power real-time output allocation model,the power real-time output control principle of information technology,systems technology,modeling,in order to resolve the current difficulties of the wind hydro scheduling problems for scheduling real-time flow control provide the basis for further implementation of the Excellencies scheduling principles.

power;wind power;scheduling;model

TM73

B

1006-7345(2014)01-0027-02

2013-07-10

章汉军 (1986),男,助理工程师,云南电网公司大理供电局,主要从事发电调度管理工作 (e-mail)1149668331 @qq.com