地區電源實時出力分配模型研究

章漢軍

(云南電網公司大理供電局,云南 大理 671000)

地區電源實時出力分配模型研究

章漢軍

(云南電網公司大理供電局,云南 大理 671000)

簡單介紹了大理地區電源情況及風電發展概況,通過探討建立電源實時出力分配模型,將電源實時出力控制原則信息化、系統化、模型化,以解決目前對于風水電難調度的難題。

電源;風電;調度;模型

1 前言

規劃報告顯示,“十二五”期間大理的風電總裝機容量可能會達到3 000 MW左右,將占總裝機的50%以上。由于滇西北地區動態穩定性差的原因,在汛期或集中來水情況下滇西北地區電源上網形勢非常嚴峻,主網通道潮流越穩定極限的風險較大。且隨著隨機性較強的風電大規模投運,對電網相關通道潮流控制帶來的困難也越來越大。在通道受限的情況下,如何合理分配并及時調控大理地區水電風電實時出力成為難題。

文中將結合風電、水電負荷預測、供發電實時負荷情況,研究大理地區電源實時出力分配模型,并將模型置入調度自動化系統中,以探索電源實時出力最優分配方案,為調度實時調控提供依據。

2 實時出力控制現狀

2.1 電源實時出力控制原則

1)按送出通道不同,分片區進行出力分配、控制原則;

2)按不通類型電源發電能力不同,調整水電、風電出力比例;

3)同一片區內,同一類型電源按額定裝機容量等比例分配出力;

4)當通道空余,部分電源已按出力能力運行、部分電源仍有出力受限時,可等比例調加受限電源出力,直至接近通道極限。

2.2 控制現狀

由于目前風電負荷預測工作還在摸索階段,預測準確率較低,風電出力的隨機性導致風電出力突然大幅度波動時,極有可能導致相關通道過穩定極限運行。目前調度員對于相關通道潮流控制,在遵循電源出力控制基本原則的基礎上,主要采取留足夠的余度的方式進行提前調整。且實際調整過程中,由于目前沒有有效的技術手段給調度員提供負荷調整的參考標準,調度員只能憑感覺對相關電廠下達限負荷指令,不利于部分電廠的經濟運行。

3 電源實時出力分配模型

以電源出力控制基本原則為基礎,利用云南電網小電管理技術支持系統、風功率負荷預測系統及調度自動化系統數據采集功能,通過數據運算、邏輯判斷,計算出當前各個電源分配出力,給調度員實時調控提供依據。

初始控制模型簡化如下 (X片區各電源出力分配情況如下)：

1)X片區控制極限為：-K(正表示下網,負表示上網,具體值根據電網通道分配情況而定);

2)X片區供電負荷總加為：Fg(調度自動化系統自動統計);

3)風電發電能力為Pf(采用風功率預測系統每15分鐘的預測值并自動統計),水電發電能力為Ps(小電管理技術支持系統自動統計實時出力);

4)控制余度為Y(10%左右);

由于實際運行中電源發電能力及供電負荷隨時變化,可能導致部分電廠在發電能力不足的情況下占用通道容量,從而導致通道空閑,為了避免這種情況,需要對初始模型進行優化,以充分利用通道。

優化模型如下 (X片區各電源出力分配情況)：

表1 X片區水電裝機Gs(固定值),風電裝機Gf(固定值);

1)X片區控制極限為：-K(正表示下網,負表示上網,具體值根據電網通道分配情況而定);

2)X片區實時供電負荷總加為：Fg(調度自動化系統自動統計);

3)風電發電能力為Pf(采用風功率預測系統每15分鐘的預測值并自動統計),水電發電能力為Ps(小電管理技術支持系統自動統計實時出力);

4)控制余度為Y(10%左右);

表2 X片區水電裝機Gs(固定值),風電裝機Gf(固定值);

相關運算及判斷邏輯為：

1)調度是否下令限負荷：調度員手動確認;

2)出力是否達極限,判斷條件為：調度員未下達限電指令;10分鐘內負荷波動幅度不超10%;

3)初始分配出力：

水電：Gs1=(Fg+K)*(1-Y)*Ps/(Pf+Ps);

風電：Gf1=(Fg+K)*(1-Y)*Pf/(Pf+Ps)

4)實際分配出力：當該片區有電源實時出力已經達到極限(以水電達極限Ps1為例),且實時出力＜初始分配出力時：,

*水電實際分配出力Gss=(Fg+K)*(1-Y)* Ps1/(Pf+Ps1);

*風電實際分配出力Gff=(Fg+K)*(1-Y)* Pf/(Pf+Ps1);

5)加/減出力=實際分配容量-實時出力,正代表應增加該電源出力,負則代表要減少該電源出力。

通過在調度自動化系統建立該模型,通過每15分鐘的自動統計計算,得出各電源在電網當前運行狀態下到底是應該加或減負荷,從而給調度員提供參考依據,以達到合理調整各電源出力的目的。

4 應用實例

當來水或者來水變化后,水電廠或者風電場發電能力降低,以風電場來風減小為例,風電場發電能力降低至Pf= 50 MW(Ps=50 MW不變),通過系統對風電場出力進行一個判斷 (10分鐘內負荷波動在10%范圍內,則判定為該風場發電能力已達極限),此情況下系統會自動對初始分配情況進行重新計算,且Pf＜Gf1(發電能力小于分配出力),為了充分利用通道,重新分配后的風電出力Gf2=(Fg+K) *(1-Y)*Pf/(Pf+Ps),水電重新分配的出力則為Gs2=(Fg+K)*(1-Y)*Ps/(Pf+Ps)= 45 MW;

每當風、水電廠出力變化后,系統均根據此模型進行動態調整分水電分配容量,以確保充分利用通道,并按發電能力等比例安排上網。

5 結束語

文中經過對大理地區電源運行特點進行分析總結,在現有的技術條件下,提出不同電源在上網通道受限情況下的調控策略,通過負荷分配模型的建立,能夠改善調度臺上電源上網調控隨意性和盲目性的狀態,保證電源出力控制基本原則得以實施。

[1] Thomas Ackermann.風力發電系統 [M].中國水利水電出版社,2010,5：105.

[2] 吳國旸.風電場短期風速預測探討 [J].吉林電力,2005 (6).

[3] 劉玉.基于實測數據分析的大型風電場風電功率預測研究[J].黑龍江電力,2011(1).

[4] 王成福.風電場并入電網的調控理論研究 [D].山東大學,2012.

[5] 陳功貴.含風電場電力系統優化運行研究 [D].華中科技大學,2012.

。

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

章漢軍 (1986),男,助理工程師,云南電網公司大理供電局,主要從事發電調度管理工作 (e-mail)1149668331 @qq.com