基于输电阻塞的主子厂站交互接口方案设计

王林宏 陈寅 李天权 方俊钧

【摘 要】针对新能源接入下的输电网的阻塞问题，引入厂站考核打分机制以促使厂站精确、快速响应调度指。同时设计了主站和子站间的交互方案，通过该交互接口方案可以实现主站和子站间的信息交互和控制命令下发，实现并网新能源电站友好接入电网。

【关键词】输电阻塞；场站；评分；交换；接口设计

中图分类号： F426.61；F224 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）16-0206-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.096

【Abstract】In view of the congestion problem of the transmission network under the new energy access，the plant site assessment and scoring mechanism was introduced to prompt the plant station to accurately and quickly respond to the dispatching index.At the same time，the interaction scheme between the primary station and the sub-station is designed.Through the interactive interface scheme，the information exchange and control commands between the primary station and the sub-station can be realized，and the grid-connected new energy power station can be connected to the grid.

【Key words】Transmission resistance plug；Field station；Scoring；Exchange；Interface design

0 引言

輸电网是连接发电商与用户的通道，随着新能源接入的不断增加，新能源的波动导致输电网阻塞问题日益突出，为输电网规划和运行管理带来巨大的挑战[1-2]，经济有效地消除阻塞成为当前研究的焦点之一[3]。目前风电接入对电网输电阻塞的影响表现在：①风电通常远离负荷中心， 当大量风电功率远距离传输时， 可能带来阻塞。②风电功率的不确定性使输电功率的变化也具有不确定性， 增加了发生阻塞的可能。系统运行人员需要获取电网阻塞的相关信息。可以用阻塞概率作为评价指标， 这有利于运行人员了解阻塞情况， 方便调度员解除或缓解可能发生的输电阻塞。目前，消除阻塞的方法主要有：1）通过编制运行调度计划来消除阻塞；通过合理、优化的输电网规划从电网结构上根治阻塞。2）通过预阻的方法，将风电接入等不确定性引起的阻塞进行预测。应用概率分布表示风电接入电网带来的不确定性，通过对边界潮流优化算法求出输电断面潮流的分布边界。本文首先采用一种评分机制，通过对对机组功率分配调整策略，尽可能的将断面潮流维持在一种相对安全的可行域内，减少断面阻塞的风险，最后通过定义主站和子站的信息交换，实现主站和子站间的控制命令的接受和下发。

1 评分机制

针对风、光、水电调度，有电网侧和厂站发电侧两方。电网侧期望电网运行安全、稳定、可靠和经济等，这依赖于调度指令的精确、快速响应；发电侧从自身利益出发，期望厂站电量多上网。在断面裕度不足而厂站具备较大发电能力时，电网侧要求厂站降功率运行，与发电侧利益相悖，可能导致厂站对调度指令的不积极响应，如要求降功率时，厂站下调不足。此外，电网运行允许上调功率时，少量厂站为追求利益，存在超发现象。

为此，本文采取评分策略对厂站考核，以促使厂站精确、快速响应调度指令，友好接入电网。厂站评分依据为指令响应精度和指令响应速度两个方面，若响应精度越高、速度越快，接入电网就越友好，该厂站分数也越高，反之则分数越低。对于友好接入的厂站，给予奖励；对于不友好接入的厂站，则施以惩罚。以此，引导厂站精确快速跟踪调度下发指令。根据风、光、水外送断面的裕度情况，将外送断面划分为四种不同状态，如图1所示。当某一断面传输的有功功率小于其限值的85%时，称该断面处于安全状态；当断面的有功功率介于其限值的85%～90%之间时，称该断面处于预警状态；当断面的有功功率介于其限值的90%～95%之间时，称该断面处于严重预警；当超过限值的95%时，即认为该断面已经越限。根据外送断面所处状态的不同将采用不同的出力控制策略。

2 接口文件定义和协调方案

在评分机制的基础上，主站需要对子站（新能源站）进行控制命令的下发，同时也需要从子站获得相应的计算数据，从而实现主站和子站间的交互。交互采用文件方式交互信息，分为接口计算数据文件和控制命令文件，具体文件内容如下：

接口计算数据描述如表1：

接口控制命令描述如表2：

3 网络传输和控制指令下发流程

1）网络传输方式

在网调侧一区的EMS服务器每5分钟生成实时数据文件，三区计算服务器每15分钟通过双向隔离读取实时数据文件并计算，后在指定文件夹内生产计算数据文件，由工作站读取计算数据文件并下发指令，生产指令文件。如图2所示：

文件夹结构如图3所示：

1、nowtime.dat是授时文件，由一区EMS服务器上的授时进程每隔5秒钟定时修改内容。

2、文件内容为服务器当前时间的时间字符串。格式为yyyyMMdd_HHmmss 例如2018328_132334。calculation_data文件夹存放计算服务器根据实时数据计算后所得的计算数据文件。

3、cmd_data文件夹存放三区工作站的指令文件。

2）控制指令下发流程

主站和子站的控制指令下发流程采用计算服务器实时读取计算数据，并基于断面约束进行计算，若断面越线则下发计算控制指令，如果断面未越线，则采用各场站实时出力和上周期指令值进行控制，具体流程见图4。

【参考文献】

[1]Cagigas C，Madriga M.Centralized vs.competitive transmissionexpansion planning：the need for new tools[C].IEEE Power Engineering Society General Meeting，Toronto，Canada，2003，2：1012-1017.

[2]王成山，魏炜.双边交易模式下考虑静态电压安全性的阻塞管理[J].中国电机工程学报，2004，24（10）：45-49.

[3]Latorre G，Cruz R D，Areiza JM et al.Classification of publications and models on transmission expansion planning[J].IEEE Transactions on Power Systems，May 2003，18（2）：938-946.